人工真皮在创面修复中的应用进展

赵 远，闵定宏，郭光华，陈子清

(南昌大学a.研究生院医学部； b.第一附属医院烧伤与创面修复中心，南昌 330006)

人工真皮是一种用组织工程学方法构建的可降解的真皮替代物，其最早是由美国科学家YANNAS等[1]于1980年研发的一种膜状人工皮，随着研究的不断深入，目前国内外人工真皮相关的产品有Integra、Pelnac(皮耐克)、Lando(兰度)、ProDerm、Renoskin、Matriderm和Terudermis等[2-3]。人工真皮的主要成分是从动物组织中提取加工的胶原类支架材料，其基本的修复机制是借助胶原海绵的网状支架结构，诱导毛细血管(粗细约10 μm)和成纤维细胞(大小约为20 μm)等成分快速有序长入，2～3周胶原海绵逐渐降解，经血管化形成血运良好的类真皮组织，为皮肤移植创造条件，从而高质量地修复创面。国产的兰度和进口的皮耐克是目前国内临床常用的人工真皮材料。以皮耐克人工真皮产品为例，其主要成分是从猪的肌腱中提取的胶原蛋白，通过端肽酶去除端肽，加工成组织相容性高、抗原性极低的无末端胶原蛋白。双层皮耐克由上层的硅胶膜和下层的胶原蛋白海绵层组成，上层可防止干燥、防止感染、保护创面，下层是多孔三维立体支架结构(孔径70～110 μm)。单层皮耐克为单纯胶原蛋白海绵层。人工真皮起初用于治疗深度烧伤创面，经不断改进和发展，现逐渐用于各种原因造成的皮肤软组织缺损[4]，因上述优点明显，目前临床应用广泛。

创面修复涉及由多种原因引起的复杂疾病，如深度烧伤、创伤、放射伤、血管性疾病、压力性损伤及糖尿病足等，往往造成大面积皮肤损伤，肌肉、肌腱、甚至骨骼外露，加之部分合并基础代谢性疾病，使创面迁延不愈[5]，传统的创面修复手段存在着各自的弊端，人工真皮材料提供真皮再生支架，有效引导新的类真皮组织再生，为创面修复提供了新选择。笔者通过阅读国内外文献及结合自身临床经验，对人工真皮(皮耐克)在创面修复中的应用作综述。

1 人工真皮修复深度烧伤创面

烧伤是常见的突发意外伤害，是指由多种热力所引起的组织损害，包括火焰烧伤、烫伤、高压电烧伤、化学烧伤、热压伤等。深Ⅱ度和Ⅲ度烧伤伤及真皮乳头层以下，称为深度烧伤[6]。深度烧伤坏死组织多，往往造成皮肤严重损伤，皮肤将失去再生能力。对于深度烧伤主要的治疗方法是自体中厚皮移植，但有一定的局限性，如愈合后色素沉着、瘢痕挛缩、关节活动受限以及取皮区愈合时间长、瘢痕增生等。人工真皮最初设计用于通过诱导真皮再生来治疗大面积深度烧伤，其作为真皮替代物在深度烧伤治疗中的应用，为保持正常真皮的特性带来了新的希望[7]。笔者认为，功能部位深度烧伤创面使用人工真皮修复，可减少关节周围的瘢痕组织发生，防止关节运动受限、改善活动功能。于攀等[8]使用人工真皮成功修复7例90%以上体表面积深度烧伤患者膝部创面，随访2年，局部瘢痕增生轻，移植区外观功能与正常皮肤接近，无水泡和破溃创面，膝关节活动自如。李廷等[9]使用人工真皮+刃厚皮二步法修复深度烧伤削痂或清创后创面，能达到中厚皮或全层皮的修复效果，且供皮区愈合快，不留瘢痕。HICKS等[10]对文献进行系统评价发现，使用人工真皮修复1084例深度烧伤患者创面，最常见的并发症是感染，创面愈合后的功能和美学效果均得到有效改善。需要注意的是，大面积深度烧伤往往合并全身多处感染，需警惕人工真皮感染坏死，此外，患者全身状况差，可能会延长人工真皮血管化时间。

2 人工真皮修复全层皮肤损伤创面

全层皮肤损伤导致真皮及皮下软组织缺损，常见原因很多，如各种外伤导致皮肤软组织损伤、皮肤肿物切除后的缺损、坏死性筋膜炎、Ⅲ期压力性损伤等。目前常利用全厚皮移植、各种皮瓣及皮肤移植物覆盖等修复全层皮肤损伤创面，但是存在皮片成活不佳、供区损伤大、手术风险高、瘢痕明显、皮瓣外形臃肿等不足[11]。当创面不大时可使用人工真皮+后期创面换药，通过类真皮组织自行上皮化封闭创面，提高愈合质量。LOU等[12]研究发现，人工真皮通过支架的血管化可诱导上皮组织再生，加速皮肤附件细胞的增殖和分化，从而促进皮肤附属器再生，在修复全层皮肤软组织缺损方面效果显著。FANG等[13]使用人工真皮联合负压创面治疗技术(NPWT)及自体薄层皮片移植重建阴囊和阴茎的皮肤撕脱伤，在出院后3个月的随访中，患者愈合部位皮肤弹性好，排尿和性功能影响不大，对勃起的长度和性功能感到满意。陈彬等[14]通过临床对照研究认为，人工真皮联合自体刃厚皮移植是修复全层皮肤缺损创面的一种新的简单有效方法，效果优于单纯中厚皮片移植。笔者认为，治疗此类创面必须结合病情评估创面血运，彻底清创，及时清除失活组织，必要时可联合NPWT对组织清创进行加强、改善局部缺血、促进间生态组织恢复活性、促进肉芽组织生长[15]，然后再植入人工真皮。

3 人工真皮修复肌腱、骨外露创面

肌腱、骨外露创面是创面修复中的难点，往往迁延不愈造成慢性难愈性创面。常见于严重烧创伤、Ⅳ期压力性损伤、肿瘤切除后创面等。这类创面通常周边血运差，伴随大量坏死组织附着，若处理不当，可能会造成肌腱坏死、骨髓炎等并发症，传统的治疗方法有(肌)皮瓣治疗。当肌腱、骨外露面积较小，或病人条件不允许行皮瓣移植时，应用人工真皮修复基本能达到相同的修复效果，且供区损伤小，受区外观臃肿情况一般，减少了患者的身心痛苦。在治疗此类创面过程中，可Ⅰ期对创面进行彻底清创，注意尽量保留健康肌腱功能，去除坏死骨质，无死骨或异物残留，待创面清洁后再行人工真皮覆盖。不少学者通过使用NPWT促进创面基底肉芽生长，减少肌腱、骨外露面积，并促进人工真皮血管化、提高人工真皮植入成活率[16]。杜伟斌等[17]通过三步序贯法治疗四肢皮肤软组织缺损合并骨或肌腱外露创面，有步骤地Ⅰ期清创联合NPWT、Ⅱ期人工真皮覆盖、Ⅲ期2～3周后类真皮组织上移植自体刃厚皮，此方法有效降低患处肌腱粘连的发生率，加速肉芽组织新生，提高皮片移植的成活率，愈合后功能性和美观性良好，获得了满意的结果。使用人工真皮同样可作为关节外露创面组织瓣移植的辅助方法，通过清创后植入人工真皮改善创基条件，提高皮瓣成活率。需要注意的是，骨外露创面植入人工真皮后往往血管化时间较长，其血管化过程主要起源于创周正常组织或钻孔后的松质骨血供，对于大面积骨质外露患者需严格掌握适应证，可在外露骨质表面钻孔后植入人工真皮，有时需要多次植入人工真皮完成血管化并覆盖裸露骨质；对于关节腔开放的创面，因关节液渗出，会导致人工真皮难以成活，需慎用人工真皮。

4 人工真皮修复瘢痕松解创面

瘢痕(包括增生性瘢痕、瘢痕疙瘩、萎缩性瘢痕和瘢痕癌)是烧创伤修复后常见的一种并发症，其主要原因是真皮层的缺失使成纤维细胞过度增值，造成胶原纤维粗大，无序排列，表现为患处皮肤形态杂乱以及功能受限，久而久之易并发瘢痕溃疡，甚至癌变可能，严重影响了患者、心理及身体健康[18]。瘢痕的防治一直是医学界的难题，常见的治疗方法有外力压迫、硅酮类制剂、皮质类固醇类药物、激光、手术治疗等，但疗效多不尽如人意。真皮层的缺失是瘢痕增生的关键，理想的组织修复方法是增加真皮组织厚度，人工真皮的出现推动了瘢痕预防及修复取得重大进展。不少学者使用人工真皮联合自体刃厚皮移植修复各种瘢痕松解后的皮肤缺损创面，治疗效果满意，而且减轻了供皮区瘢痕增生。尹诗璐等[19]发现，人工真皮作为真皮再生支架，诱导真皮重建，可有效解决真皮缺失引起的创面修复难题，能抑制瘢痕收缩，还能有效降低瘢痕切除修复后的瘢痕发生。杨力等[20]使用人工真皮联合自体刃厚皮片移植治疗11例关节部位瘢痕松解创面，随诊6个月至2年，关节活动、皮肤弹性、耐磨性改善，局部外观畸形、瘙痒症状明显减轻。瘢痕防治理念应该贯穿创面治疗的全过程，应该坚持早期、联合、充分的治疗原则[21]。对于瘢痕增生和(或)挛缩明显的患者，应用人工真皮材料修复手术切除松解后的创面，可改善患处外观和功能，防止瘢痕反复破溃及恶变。瘢痕松解后应严格止血、适当限制关节部位活动，防止出血及人工真皮挪动影响人工真皮成活。

5 人工真皮修复糖尿病足溃疡创面

糖尿病足是因糖尿病周围神经、血管病变及局部感染等因素引起的常见并发症，主要表现为足部皮肤溃疡、坏疽或深部组织感染坏死。糖尿病足发病率高，疾病进展快，治疗周期长，修复困难，严重影响患者生活质量，为近年来研究的热点。糖尿病足溃疡创面往往表现为“外小内大”，足表面伤口小而深部组织感染坏死严重，经反复清创后容易形成窦道和局部组织大量缺损，人工真皮的出现，解决了如何填补组织缺损的难题。对于窦道或深部组织缺损创面，待创面清洁，创周无感染，使用单层人工真皮(胶原海绵层)填充，表面可使用双层人工真皮覆盖，待人工真皮血管化形成类真皮组织后，再行植皮或缝合闭合创面[22]。TSUI等[23]通过实验研究发现，使用人工真皮为糖尿病足溃疡的愈合提供了合适的支架和微环境，积极的创面床准备和合适的人工真皮植入时机可增加治疗成功率，最终加速糖尿病创面的直接愈合或为继发植皮做好准备。李日绍等[24]使用人工真皮可大大提高糖尿病足溃疡修复成功率，缩短了创面愈合时间，并且形成的新胶原蛋白与正常真皮胶原蛋白没有区别，可改善患者生活质量。但治疗糖尿病足时必须严格控制血糖、严控创面感染，改善血管、神经等并发症，防止足部感染坏死加重，以免影响人工真皮成活及创面生长愈合。

6 人工真皮修复其他慢性难愈性创面

慢性难愈性创面目前尚未形成统一的定义，通常指因各种原因导致创面经久不愈。包括代谢性(糖尿病、痛风)、外伤性、压力性(压疮、褥疮)、血管性(动脉、静脉)、癌性、放射性、药物性、感染性创面等[25]。随着人口老龄化不断加剧，慢性难愈性创面发病率不断呈现增高，其发病机制复杂，临床治疗困难，不仅给患者及家庭带来了无尽的痛苦，也给社会带来了沉重的负担。近年来，关于治疗难愈性创面的新方法有生长因子、负压创面治疗技术、组织工程技术、干细胞技术、基因治疗技术等[26]。慢性难愈性创面大多基底及创周血运不良，反复清创、扩创后皮肤组织严重缺陷又影响了难愈性创面愈合的过程和质量，人工真皮作为新的组织工程材料，来源广泛，操作简单，在治疗慢性难愈性创面的循证医学证据正在不断增加。MORIMOTO等[27]使用开孔双层人工真皮联合NPWT修复小腿静脉溃疡创面，利于伤口渗出液从开孔处排出，同时，持续的负压吸引治疗通过开孔可刺激血管内皮细胞的迁移和增殖，再通过二期移植自体网状刃厚皮封闭创面，临床效果满意。ROMANO等[28]在对20例原发性头皮肿瘤切除后的头皮缺损创面上植入人工真皮，短期内颅骨得到类真皮组织覆盖，防止了延迟愈合，避免了干扰肿瘤后期随访。董博等[29]使用人工真皮联合NPWT修复骶尾部压力性损伤创面，未行皮瓣转移及植皮，26位患者全部愈合良好，随访效果满意。对于慢性窦道创面，沿坏死腔彻底清除坏死组织至新鲜创面，可使用单层人工真皮填塞修复，但应去除窦道原发病因，且生理腔道禁用。值得注意的是，人工真皮不能取代外科清创，植入人工真皮前需彻底清创；慢性创面是全身疾病在局部的一种损伤形式，治疗慢性难愈性创面时需要改善全身情况，积极对症处理原发基础疾病。

7 人工真皮的优缺点

人工真皮在烧伤与创面修复科中的应用范围不断扩大，其优势有：1)作为真皮支架结构诱导真皮组织生长，薄的刃厚皮片移植也可有中厚皮或全层植皮相当的治疗效果，即复合皮的治疗效果与中厚皮或全层皮的相当；2)人工真皮可用于组织缺损大、肌腱、骨骼外露创面和多种难愈性创面的治疗，一定程度上可代替皮瓣等损伤较大的修复方式，为修复创面提供了新选择；3)改善创面愈合后色泽、柔软度、耐磨性等，保证肢体关节部位功能，提高患者的生活质量；4)供皮区损伤小、愈合快、不留瘢痕；5)材料易获得，手术操作简单、风险小，减轻了医生工作强度。作为组织工程结构性支架材料，使用人工真皮最常见的并发症是感染，需注意术中彻底清创，加强抗感染措施，适度裁剪，缝合紧密，使产品边缘与创面充分贴附，适度加压包扎，防止破坏支架结构[30]。尽管人工真皮材料在创面修复上取得了很好的治疗效果，但是，人工真皮仍存在高价格、有限抗感染性、血管化时间长、两步法手术所需治疗时间较长等缺点，且重建后的皮肤缺乏毛囊、皮脂腺、汗腺结构，没有免疫细胞、色素细胞、血管内皮细胞等，柔软性、耐磨性也不如原来的皮肤，且远期效果仍需继续观察，这些一定程度上限制了人工真皮的使用。且使用人工真皮修复深度损伤创面后，创周仍有较明显瘢痕。对猪、牛、马等组织或蛋白过敏的患者，使用相应动物源性人工真皮需谨慎。未来研究的重点应该是进一步改进这项技术，制造更加完美的皮肤替代物，恢复天然皮肤的完整解剖结构和生理功能[31]。

8 小结与展望

作为生物材料合成的真皮替代物，人工真皮本质上是一种具有生物活性的供自体细胞生长爬行于其中的临时性支架材料和可吸收敷料。使用人工真皮修复创面，手术风险低，操作简单，明显提高愈合后外观和功能，瘢痕增生少，创面修复质量高，其优点大于缺点，是修复深度创面的重要方式之一。现有的人工真皮材料无论是皮耐克亦或是兰度，无论猪组织来源还是牛组织来源，都无法完全替代天然皮肤，未来的人工真皮材料应具有更好的抗菌功能、机械强度、生物活性、生物相容性和可降解性。随着皮肤组织再生技术进步，人工真皮未来发展的方向应该是通过整合支架材料，种子细胞和生物活性因子等，构建更加完美的复合型人工真皮，如人工真皮联合生长因子、富血小板血浆(PRP)，加速人工真皮血管化；人工真皮联合皮肤干细胞，通过诱导使其分化形成免疫细胞、血管内皮细胞、毛囊细胞、汗腺细胞、色素细胞等，有望构建功能更为齐全的皮肤；通过将活细胞与生物支架材料整合，在支架上逐层添加功能细胞和材料进行三维(3D)生物打印，构建真正意义上的人工皮肤等[32]。相信随着组织工程学和再生医学的不断进步，烧伤与创面修复会变得更加简单有效。