皮肤牵张术的应用现状与研究进展

韩玉卓，李 阳，刘 冬，郭庆山，陈永华，张连阳

快速修复皮肤缺损创面是临床长期追求的目标，目前常用的皮肤缺损修复方法包括游离植皮、带蒂或游离皮瓣转移等。然而，这些方法或者需要显微外科技术，或者会导致术后供区及受区形成瘢痕、色素沉着、受区感觉消失、无毛发等并发症。虽然近年来组织工程皮肤的研究有了长足进展，为临床皮肤移植提供了新的手段，但仍存在费用高、保质期短等问题。自1976年Barrer等首次报道采用自行发明的皮肤牵张装置用以修复较小面积皮肤软组织缺损后，经过40多年的发展演变，目前已经报道的皮肤牵张装置已有十多种类型。笔者就皮肤牵张术概念、发展演变、生物学基础以及各种皮肤牵张装置作一综述供同道参考。

1 皮肤牵张术的概念及发展简史

广义的皮肤牵张术包括皮肤扩张术(skin expansion)与皮肤牵张/伸展术(skin stretching)两大类型。皮肤扩张术在整形外科中应用较多，“expansion”翻译成“扩张”，是采用水囊埋入皮下对皮肤施以缓慢持续的球面负载循环使得皮肤得以扩张而获得多余的皮量。狭义的皮肤牵张术即指本文所综述的皮肤牵张/伸展术，因为“stretching”目前国内文献翻译成“伸展”或“牵张”，但均指采用皮肤牵张装置对皮肤施以线性负载循环，利用皮肤的机械蠕变性而达到快速关闭创面的方法[1]。本文主要介绍狭义的皮肤牵张术机器相关牵张器械，皮肤扩张术不在本文讨论范畴。

皮肤牵张术的起源最早可追溯到1976年，Barrer等[2]发明了一种“固位桥装置”，他们将这种装置骑跨在皮肤缺损的两侧边缘，当拧紧其手柄上螺丝，缺损区的两侧皮肤组织就会逐渐向中央靠拢直至伤口关闭。随着皮肤牵张装置的设计经过研究者们不断地改进和发展，先后出现了以克氏针牵拉、粘贴式附着等原理的皮肤牵张设备，至今已发展出十多种应用于临床[3]。表1列举了目前已经报道的主流皮肤牵张装置机器工作原理。从这些装置的设计思路来看，其主要分为皮肤附着系统、牵拉动力系统和张力维持系统三个部分。通过钩针、克氏针等与皮肤附着然后动力系统牵拉并维持一定时间的线性张力使得创面得以牵张闭合。近期皮肤牵张系统的改进主要集中在动力维持系统和附着系统上，挂钩、铰链和限力指示等设计是近年来研究的热点。

2 皮肤牵张术的生物学基础

皮肤本身的粘弹性是皮肤牵张术的组织学基础。皮肤的伸展性可分为固有弹性、机械伸展性、生物伸展性和化学伸展性[10-11]。胶原纤维、弹性纤维、基质是真皮重要的结构组件[12-13]，胶原纤维和弹性纤维组成的复杂网络赋予了皮肤的机械伸展性。胶原纤维占皮肤无脂干重的50%以上[14]，而弹性纤维与胶原纤维不同，弹性纤维占皮肤无脂干重<5%，具有长程弹性伸展性[15]。没有任何应力负荷时，胶原纤维随意排列。当皮肤在外力的作用下被牵拉，真皮中的胶原纤维和弹性纤维被拉长呈平行排列。胶原纤维具有高度拉伸强度和刚性，但缺乏扩展性、回缩能力不强，使其成为皮肤支撑的主要来源[15-16]。与胶原纤维不同，即使在最大应变之后，弹性纤维也能恢复原来形状。此外弹性纤维与胶原纤维密切相关，当胶原纤维处于静止状态时，弹性纤维也容易恢复到波浪形状态。因此弹性纤维提供了皮肤变形后回缩的能力；然而如果给予足够拉伸载荷，弹性纤维会断裂，导致回缩损失。当外力超出其固有承受能力时，弹性纤维出现细微断裂，胶原纤维的卷曲能力下降，则产生皮肤的机械蠕变效应[17]；皮肤被牵拉到一定程度所需的力随时间延长而逐渐下降的现象称为皮肤的应力松弛性，皮肤的应力松弛性和机械伸展性是皮肤牵张的基础[18]。目前临床应用牵张器械分为两类，即静态牵张器械与循环牵张器械。静态牵张即施加牵张力量后维持牵张不变直到皮肤出现机械蠕变，而循环牵张为牵张应力循环施于皮肤而使之发生机械蠕变。 Lew和Fuseler[19]前期实验证实循环牵拉较静态牵拉更利于组织生长。Iizarov在前期实验中证实，以组织牵张形式循环作用可以增强细胞增殖和代谢[20]。后期有学者研究发现，循环牵拉在细胞分化中起到一定作用，如排列、增殖、凋亡和分化[21]。

表1 部分皮肤牵张装置

3 皮肤牵张术应用的适应证

3.1应用的疾病和创伤

临床上应用牵张器治疗的疾病和创伤包括：压疮[22-23]、烧伤[24]、瘢痕修复[25]、大的皮瓣供区关闭[1,26]、乳腺癌胸壁重建[27]、长期不愈合的溃疡创面[28]、彻底清创后不能闭合皮肤创口，这时可以在术中应用皮肤牵张器进行皮肤牵张闭合。同时可作为创面不具备皮瓣转移条件时的备选方式[29]。创伤所致的皮肤撕脱伤因撕脱皮瓣血供差，曾被认为是皮肤牵张术的禁忌证，然而近期也有研究表明，只要皮肤及皮下组织挫伤不严重，皮缘血供良好，也可行皮肤牵张术[30]。

3.2皮肤缺损的部位及应用创面大小

根据目前临床使用经验，皮肤牵张术应用的部位除颌面部外几乎覆盖身全身，由于身体各解剖部位皮肤粘弹性存在差异，如肩背部及臀部皮肤较为松弛，根据Lei等[31]报道其使用皮肤牵张术对臀部创面进行闭合，牵引方向最大宽度达35cm，而远段肢体皮肤粘弹性及可牵张幅度相对较小，根据陈家磊等[32]报道小腿闭合创面牵引方向宽度5～7cm。表2总结了2000年以来采用皮肤牵张术进行创面关闭的临床报道案例。

表2 已经报道的皮肤牵张术闭合不同部位创面大小

4 皮肤牵张术应用的禁忌证

4.1全身情况

严重营养不良者；创面周围皮肤血运障碍者；已知术前全身感染的患者，血糖控制不佳的患者，或伴有其他已知可干扰创面愈合的情况如心肺部严重疾患、休克、昏迷及多器官功能障碍(MOF)；有精神障碍者；皮肤弹性差、组织再生能力差的老年患者；幼儿患者皮肤较薄，且抗拉力弱，治疗不配合、不宜使用、不能配合术后管理者等。

4.2局部情况

创面活动性出血，未彻底止血。急性期创面、组织水肿明显、组织较脆者；感染性皮肤病者；皮肤缺损部位周围无足够正常皮肤者[38-39]。皮肤剥脱且皮缘血供较差[40]；皮肤缺损面积较大伴有粉碎性骨折，在较短时间内不能闭合创面者；此外，感染创面在感染控制以前，皮肤牵张是限制使用的[41-42]。

5 总结和展望

皮肤牵张术充分利用皮肤的弹性特点，通过机械应力将创面两侧的正常软皮肤组织向中央靠拢，通过皮肤延展性、机械伸展性将张力传导至周围的软组织来关闭创面。相较于常规的取皮植皮或转移皮瓣方式带来的增加正常皮肤损伤及瘢痕风险，皮肤牵张闭合器利用良好的皮肤伸展特性，为创面提供了天然的组织来源，无需损伤正常的皮肤软组织，而且均匀牵拉也有助于避免缝合线切割损伤皮肤，反复牵拉还能获取更多的正常皮肤，利于实现即时闭合。

短时间内关闭创面且不增加损伤是皮肤牵张的最大优势，然而其仍然存在一些不足。(1)皮肤牵张速度主要受扩延区域皮下血运的制约，牵张皮肤会引起局部组织低氧及创伤，使扩血管物质大量释放。皮肤的扩延速度过快会引起皮肤的缺血坏死，延伸范围过大会造成扩延皮肤的浪费，所以扩延的速度和延伸范围尤为重要。皮肤牵张器目前仍无一个量化指标来精确判断不同部位皮肤机械牵张力的初始大小、牵张速度、张力增加幅度等。因身体各部位的皮肤弹性不完全一致，相应部位皮肤缺损时具体的还需进一步测量。为了能及时观察到皮肤受牵张时血液循环的改变，能够实时监测皮肤温度，以便及时调整张力。在皮肤扩张还未能完全覆盖裸露的重要组织之前，如何对这些组织进行保护，防止坏死及功能丧失；特殊部位皮肤韧性强，若出现皮肤缺损能否应用皮肤弹性牵张法给予治疗等，这些都是需要进一步解决的问题。现因受皮肤弹性扩张速度、特殊部位的皮肤缺损等因素影响，皮肤弹性牵张法尚不能完全代替植皮及皮瓣修复手术。(2)对于急性感染期创面，由于创缘组织脆性较大,皮肤牵张器的应用将达不到延展皮肤的效果，反而加重了皮肤软组织的损伤，因此对于组织脆性较大的伤口，需要进行彻底清创和一定时间的换药或者负压引流，为创缘创造良好的应用皮肤牵张器的条件。(3)对于手部、足踝等角质层较厚、皮肤伸展性差的部位，使用皮肤牵张术较为困难，对于这些特殊部位的缺损皮肤牵张术仍显得捉襟见肘[43]。(4)目前临床应用的皮肤牵张器不具备微调功能和弹性牵拉功能，无法做到精确牵张[7]。最后，由于人体各个部位存在解剖弧度，创面拉拢后创缘两端并非都在一个平面，而很多拉杆皮肤牵张器需要线性平面牵引，解剖弧度的存在使得牵拉力量无法均匀传导，可能造成皮缘附着处受到切割损伤，影响创面愈合。

综上所述，皮肤牵张术是一种快速关闭创面的优秀方法，但仍面临诸多挑战。未来需要进一步加强皮肤生物学及生物力学的基础研究，改进皮肤牵张器械的设计，同时注重个性化手术方案的制订以达到更好的临床应用效果。