人羊膜敷料在伤口治疗中的研究进展

江敏君 张 菊 赖旦辉

深圳市龙岗中心医院烧伤整形科，广东深圳 518116

羊膜 （amniotic membrane，AM） 是胎膜最内层，富含生长因子，细胞因子和结构蛋白。这些生物学因素赋予AM 独特的功能，例如抗菌作用，抗炎活性，抗瘢痕形成和抗纤维化， 因此AM 在组织工程和再生医学等医学领域应用非常广泛[1]。 AM 生物敷料是Winter 在20 世纪60 年代初提出的创伤修复 “湿润愈合”理论基础上发展起来的，主要从保持愈合环境湿润、酶学清创功能、低氧或无氧微酸环境、缓解疼痛等方面促进伤口愈合，具有良好的组织相容性、可降解性、保湿性等优势[2]。 人羊膜（human amniotic membrane，HAM）具有抗微生物、抗肿瘤、抗纤维化和抗血管生成的特点，并且具有可接受的机械性能，它还能够减轻疼痛和炎症，抑制瘢痕形成，几乎没有免疫原性， 在增强伤口愈合和上皮形成中能产生巨大效果[3]。目前AM/HAM 已被研究用于治疗烧伤，糖尿病足溃疡， 瘘管， 眼部缺损和静脉小腿溃疡等伤口。 本文就近年来国内外公开发表关于AM 敷料的相关研究， 对AM 生物辅料及其作用、 应用进行综述， 以期为临床医护人员选择AM 敷料提供思路及理论依据。

1 AM 生物敷料的介绍

1910 年，Davis 首先将 AM 敷料用于皮肤移植，开创了AM 敷料临床应用的先河[4]。 AM 上皮和间充质细胞具有多功能干细胞的特征，具有分化为三个胚层的能力；AM 细胞还产生不同的生长因子， 血管调节性细胞因子，抗菌肽和多种抗炎物质，最终加速伤口愈合；此外，AM 基质通过各种类型的细胞外蛋白（例如胶原蛋白，层粘连蛋白等）表现出理想的支架和皮肤替代物的特性，在伤口愈合过程中这些蛋白可作为细胞附着和增殖的锚点[5]。由于AM 缺乏免疫原性，因此可以在同种异体移植或异种移植中使用。 由于AM组织具有促进上皮形成、抗炎特性、抗纤维化特性、抗菌特性和抗血管生成特性等特点，因此成为烧伤和各种伤口愈合的理想材料[6]。

2 HAM 在治疗伤口中的作用

2.1 促进上皮细胞生长，加速创面愈合

HAM 富含生长因子和各种胶原蛋白， 以及独特的抗炎和抗菌特性是促进伤口组织愈合的基础。Campelo 等[7]将36 只大鼠随机分为对照组和HAM 治疗组，进行外科手术损伤的诱导，并评价伤口区域的宏观演变和皮肤伤口的组织学特征。 结果显示，与对照组相比，HAM 治疗组伤口面积的消退更大，HAM治疗组的炎症浸润明显减少且HAM 治疗组在14 d和 21 d 的成纤维细胞增殖显着增加（P＜0.05）。 关于成熟胶原蛋白纤维的沉积，HAM 治疗组中Ⅰ型胶原蛋白对Ⅲ型胶原蛋白的替代增加（P＜0.05）。 利用HAM 治疗，可减少伤口愈合时间和炎症反应，增加成纤维细胞的增殖，并诱导较高浓度的成熟胶原纤维生成，加速创面愈合。

AM 在血管重建中的临床应用常常受到可加工性差，生物降解迅速和血液相容性不足的限制[8]。水凝胶具有良好的生物相容性，柔韧性和与天然细胞外基质的相似性，因此适用于角质形成细胞和成纤维细胞培养和递送的载体[9]。 AM 水凝胶和AM 粉治疗可显著且迅速地治愈伤口，主要是由新的上皮形成和组织收缩导致。 组织学分析表明，这些治疗促进了具有与健康皮肤相似组成的成熟表皮和真皮的形成。在大型动物模型中使用AM 水凝胶和AM 粉治疗可产生积极的皮肤再生结果，进一步证明了AM 对人类伤口治疗的潜在转化价值[10]。 此外，以AM 和胶原蛋白为基础的混合凝胶在覆盖薄膜时提供了治疗皮肤伤口的替代方法， 这可以克服与现代治疗产品相关的局限性，例如成本高，制造时间长，复杂性，储存性和生物材料的存在[11]。因此，AM 衍生品不仅可以克服AM 应用相关局限性，还可以与其他敷料结合，使利用价值最大化，从而加速上皮细胞生长，促使创面快速愈合。

2.2 减少创面感染

AM 具有抗菌活性，能够产生天然抗微生物分子（β-防御素）， 而β-防御素是由上皮细胞表达并形成免疫系统不可或缺的主要抗菌肽[12]，可以保护上皮表面免受微生物定植。 AM 还可以产生分泌性白细胞蛋白酶抑制剂和弹性蛋白[13]，白细胞蛋白酶抑制剂和弹性蛋白除了具有抗炎特性外还具有抗微生物作用，还是免疫系统的组成部分，可提供抗感染的保护。此外，乳铁蛋白和白介素-I 受体拮抗剂对AM 的治疗具有抗菌和消炎作用[14]。综上所述，AM 自带的抗菌功能可以阻止白细胞浸润，抑制多种蛋白酶的活性，从而减轻炎症程度、缩短炎症持续时间，其在伤口治疗中的应用优于其他工业敷料，可以在重度烧伤和大面积创伤中使用。

2.3 排斥反应小，减轻全身反应

由于AM 上皮细胞表面缺乏人类白细胞抗原（hu man leukocyte antigen，HLA）和 DR 抗原（human leukocyte antigen DR，HLA-DR）且结构中无血管、淋巴和神经，使得AM 具有细胞生物相容性。 此外，AM 具有与细胞外基质蛋白组成的正常皮肤非常相似的结构，可以为正常伤口愈合提供各种生长因子，并提供抗菌作用[15]，在避免移植物排斥反应中起到至关重要的作用。 因此，AM 的生物学特点利于其在各种创伤皮肤的治疗中得到广泛应用，对推动生物敷料在创伤治疗领域发展具有重要意义。

2.4 减少瘢痕形成

AM 在减少瘢痕形成方面的作用主要是通过下调转化生长因子-β 及其受体表达来降低纤维化风险，在治疗伤口过程中可以促进伤口愈合而不造成瘢痕[16]。 Momeni 等[17]探讨了一种新型 AM 基壳聚糖凝胶敷料作为潜在的创伤修复基质的可能性，以含AM提取物的壳聚糖/PVP 凝胶（chitosan/PVP gel containing human amniotic membrane extract，AME-Gel）为基础制备AM 凝胶，研究其对大鼠烧伤创面愈合和瘢痕预防的作用。 结果表明，AME-Gel 通过肉芽组织的形成、成纤维细胞增殖的增强以及毛细血管形成的改善，能在较短的时间内诱导大鼠烧伤皮肤的表皮和真皮的再生。 因此，AME-Gel 可以被认为是一种简单易用的生物敷料，可用于治疗任何类型的浅表烧伤创面和愈合瘢痕。 但目前关于AME-Gel 的研究多集中在动物模型，缺乏针对患者的大样本多中心研究，在今后临床试验中，还应积极探讨AME-Gel 的应用效果。

2.5 减轻疼痛

AM 对手术伤口的附着和神经末梢的覆盖，是其能够减轻患者的疼痛的基础。 Ragazzo 等[18]进行了一项病例对照研究， 研究对象为药物相关颌骨坏死（medication-related osteonecrosis of the jaw，MRONJ）患者，将49 位MRONJ 患者随机分为两组，一组接受切除手术并使用HAM 贴片（A 组），另一组仅接受切除术（B 组）。 研究在干预前、术后 7、30 d 进行疼痛测量并观察愈合情况。 结果显示，A 组有2 例患者表现出持续的骨骼暴露；B 组有5 例患者表现出手术伤口愈合不良；与B 组相比，A 组患者术后疼痛明显较轻，差异有统计学意义（P＜0.05）。 该研究认为 HAM 能刺激软组织愈合， 减少术后疼痛感， 手术切除和使用HAM 可能是治疗MRONJ 的有效方法，但该研究样本量较少，在颌骨坏死大样本研究中，还需进一步验证HAM 的积极作用。

3 AM 敷料的应用

3.1 慢性伤口

新鲜的生物膜具有抗炎、 抗菌和保湿的作用，可用于创伤和烧伤，但是不利用获取和保存。 脱水人羊膜（dehydrated human amniotic membrane，dHAM）的制备为慢性伤口提供了一种易于使用、可靠的替代方法。dHAM 可降低AM 的治疗成本，减少并发症，通常用于难以治愈的伤口，并保持了AM 的绝大多数的生物学特性[19]。 AM 能够在无法上皮的慢性伤口中诱导上皮化， 并诱导几种与细胞迁移和/或增殖有关的信号通路。此外，通过修饰转化生长因子-β 诱导角质形成细胞的遗传程序，AM 能够选择性拮抗转化生长因子-β 的抗增殖作用。 AM 对角质形成细胞的综合作用，促进细胞增殖/迁移和拮抗生长因子-β 的作用完美的组合，可使慢性伤口脱离其非愈合状态并发展为上皮形成[20]。

Lullove 等[21]在对 20 例接受 dHAM 治疗的患者的评价中，发现 dHAM 能够在大约 9.9 周（69.3 d）内有效闭合所有类型的伤口。 糖尿病足溃疡平均在11.8周（82.6 d）内闭合，静脉曲张溃疡在 9.2 周（64.4 d）内平均闭合。 研究尚未发现应用dHAM 有任何不良事件发生，dHAM 是一种安全有效的治疗方法， 在下肢伤口的治疗中具有一定的临床借鉴作用。

陈昱颖等[22]进行了一项meta 分析，研究共纳入了9 项研究，涉及595 例糖尿病足溃疡患者。 Meta 分析结果显示，与常规治疗相比，HAM 治疗在愈合率、愈合时间和缩小溃疡面积方面优于常规治疗（P＜0.05），提示HAM 治疗糖尿病足溃疡有较好的疗效及安全性。但在纳入的研究中，未见报道应用HAM 治疗相关的副作用或并发症，今后随机对照试验应考虑现有研究的局限性，为HAM 的应用提供更多证据。

3.2 严重烧伤

经处理的dHAM 已被证明含多种生长因子、趋化因子、细胞因子和其他调节蛋白，在组织愈合和再生中发挥重要作用， 可以吸引干细胞到组织损伤区域，增强愈合过程[23]。 在众多生物因子的作用下，最终实现治疗烧伤的目标。

Oba 等[24]开发全干性羊膜（hyperdry human amniotic membrane，HD-AM），并在小鼠身上创建三度烧伤模型，将小鼠分为实验组和对照组，每组4~6 只小鼠，实验组伤口用HD-AM 进行覆盖，而对照组仅使用聚氨酯泡沫敷料覆盖， 分别在术后第1、4、7 d 进行评估。 评估转化生长因子β-1，血管内皮生长因子等组织化学因子的表达，并研究生长因子，细胞迁移趋化因子以及血管生成和炎症标志物的基因表达。结果显示HD-AM 组在全层皮肤切除部位的肉芽组织显示出明显的早期和定性良好生长，HD-AM 能够促进肉芽组织中的早期炎症细胞浸润，成纤维细胞迁移和血管生成。

Puyana 等[25]回顾性分析了AM 皮肤替代品在治疗成人和小儿面部烧伤中的安全性，研究共纳入77例成年人和13 例小儿面部烧伤患者， 所有患者均接受dHAM 治疗，并接受为期12 个月的随访，以检测可能发生的并发症， 结局指标包括皮肤完全愈合时间、增生性瘢痕发生率、色素沉着发生率及感染发生率。 分析结果显示，与儿童相比，使用AM 治疗成人面部烧伤，其色素沉着发生率明显较低（P＜0.05），其余指标无差异（P＞0.05）。 所有患者在术后第二周均有完整的上皮化，经过处理的dHAM 被证明可以刺激各种与愈合和修复相关的细胞增殖，研究支持使用AM 治疗所有年龄组面部烧伤的安全性。

3.3 骨折愈合

AM 除了对促进皮肤黏膜伤口具有良好的愈合效果外，对骨折部位骨再生也有积极的作用。 在Sar1等[26]的研究中，对28 只大鼠中创建标准的胫骨干骨折，将动物分为两组：一半的动物仅使用克氏针进行髓内固定治疗[HAM（-）组]，而另一半则通过K 线髓内固定和HAM 包裹治疗胫骨周围[HAM（+）组]。术后第3、6 周，HAM（+）组的组织学评分和愈伤组织直径均较高。 HAM（+）组的这些结果表明，低温保存的HAM 支持愈伤组织的形成和成熟， 从而加速了骨骼的再生，并且这种作用在愈合过程的初期更加突出。

3.4 口腔手术

从1969 年起HAM 就被用于口腔和颌面外科领域，它具有免疫学上的优势，并且具有自发吸收、减轻疼痛，抗微生物，机械和侧面依赖性的粘合或抗粘合特性。目前用于口腔软硬组织再生的可吸收膜和不可吸收膜都有一定的局限性，与HAM 相比，不可吸收膜常与通过软组织的口腔暴露有关，通常需要第二次手术去除膜；可吸收膜具有较低的机械强度，其降解可在术后愈合阶段诱导强烈的炎症反应，HAM 的力学和生物学特性为口腔和牙周外科提供了新的生物膜选择。 Gulameabasse 等[27]评价了绒毛膜（chorionic membrane，CM）或羊膜/绒毛膜（amnion/chorion membrane，ACM）用于口腔组织再生的应用效果，研究共纳入21项研究，涉及375 名患者，包含CM 或ACM 在口腔和牙周手术中的7 个临床应用：牙龈萎缩治疗、骨内和分叉缺损治疗、牙槽骨保存、种植体周围角化牙龈增宽术、上颌窦膜修复、大面积骨缺损重建。虽然部分研究支持使用CM 和ACM 作为牙周和口腔软组织再生技术的有效替代方法，但仍需要进一步多中心大样本研究来增加证据水平， 必要时还应考虑CM 和ACM 的社会经济效益。

3.5 眼部创伤

化学/热烧伤后的角膜缘间质慢性炎症导致角膜缘干细胞缺乏， 早期应用非保留羊膜移植（amniotic membrane transplantation，AMT）可能有助于抑制炎症浸润， 并可能缩短炎症的持续时间和程度， 通过对AM 进行加工和改造，逐渐适用于眼科治疗。 Ucakhan等[28]对急性化学性烧伤和陈旧性化学性烧伤继发的角膜缘干细胞缺乏的7 例患者进行了伴或不伴角膜缘自体移植（limbal autograft transplantation，LAT）的AMT 研究发现，AMT 可以促进上皮的愈合， 减少表面炎症，增加患者的舒适度，并减少急性化学性烧伤患者血管形成的程度和严重性， 单独使用AMT 或与LAT 结合使用AMT 有助于眼表重建。 一项回顾性研究[29]分析了AMT 治疗在化学和热损伤中眼表重建中的效果，研究涉及69 例患者的72 只眼，其中24 例为急性病例，48 例为慢性病例，结局指标为眼部表面重建的成功率，即恢复角膜和结膜上皮，炎症减少，疤痕组织减少或复发减少。 分析结果显示，急性病例的总体成功率为87.5%， 慢性病例的总体成功率为72.9%，AMT 有助于眼表重建， 促进上皮快速愈合并部分恢复角膜缘干细胞功能。

4 研究困境

目前AM 已经在医学领域广泛用作眼科、腹部和整形外科的生物敷料， 相关研究表明AM 对眼部创伤、慢性伤口、烧伤等有良好的治疗效果，但将其纳入常规临床使用仍存在一些困难。首先是AM 需要被处理为不易折叠或撕裂的薄片，在使用过程中需要用缝合线或粘合剂将其固定在伤口上， 需要与伤口吻合，对医生的操作技术有较高要求。其次是AM 的供体较为缺乏，机械性能较差，生物降解率较高。有了供体之后，还需要对AM 细胞组织进行处理，需要在无菌条件下进行制备，需要经历分离、清洁、提纯、固定和冷冻保存等复杂的环节[30]，其运输和储存成本也会相应增加，限制了AM 的临床应用规模。 最后，AM 虽然缺乏免疫原性， 可以在同种异体移植或异种移植中使用，但是在异体移植中，可能存在人类免疫缺陷病毒，肝炎和疱疹病毒等潜在污染，一定程度限制了AM 的应用。目前AM 的应用领域还有一部分停留在动物模型，研究结果也是基于动物模型得出，缺乏人类研究相关数据，还需要大量临床研究支撑。 因此，要使得AM 的广泛且有效应用，还需要临床工作人员及科研人员积极合作，将临床问题与科研发现结合，不断突破AM 的各种限制， 有效将AM 与其他生物敷料结合，推动AM 在更多领域应用。

5 总结

本文主要介绍了AM 的特点，AM 在伤口治疗中的不同作用，以及AM 在不同临床领域中的应用。AM具有众多优点的同时还存在一些缺点，使其在临床的广泛应用受到限制。 随着科学技术的不断发展，AM制备工艺将会不断完善，根据临床需要，会研制出更多的AM 相关复合材料和衍生材料，以此克服AM 自身缺陷及应用局限，使得AM 在临床伤口治疗领域得到有效运用，实现经济效益与社会效益的双赢。