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贾赤宇 三甲
贾赤宇 主任医师
南华大学附属第一医院 烧伤整形与创面修复中心

伤口敷料的选择

5244人已读

皮肤由两个基本层组成,覆盖在基膜上的角质层即表皮层,它有着非常重要的屏障作用,真皮层使得皮肤有着柔软、耐用的特点,这些特点对皮肤的正常功能及外观至关重要。若有可能,治疗急性烧伤首选的替代材料还应该是患者自身的皮肤。对于小面积烧伤而言,可以通过断层自体皮移植进行治疗,但是对于大面积烧伤的患者,需要进行网状自体皮肤或皮肤替代物移植。

皮肤的生理因素

皮肤是一个很神奇的器官,直到它缺少时才能意识到其重要性。迄今为止,所有想替代自身皮肤的尝试,无论是暂时的还是永久性的均未取得圆满的结果。对大量的严重烧伤幸存者而言,功能良好的皮肤替代物的缺乏已成为影响烧伤救治进步的一个突出的问题。

皮肤的结构和功能

皮肤作为人体最大的器官是极其复杂的,它有两个极具特点和功效的结构层。众多的附属物贯穿皮肤,丰富的毛细血管提供养分,同时控制体温。表皮由基底层、棘层、颗粒层和角质层组成,提供水分和细菌的屏障。真皮层维持皮肤的强度和弹性。一层薄薄的表皮从基底层开始不断更新,新的角质形成细胞终末分化,大约经历 4周无核的角蛋白填充细胞构成的角质层,它提供了主要的的表皮屏障功能。表皮层的基底层是通过富合 IV和Ⅶ型胶原的复杂连接机制与真皮紧紧相连。当这种连接被破坏时,严重的结果表现在毒性表皮坏死和表皮大疱。

屏障功能丧失的后果

表皮屏障功能的丧失会导致严重的不良生理影响,立即可见到液体的直接损失和蒸发。如果伤口较大,可很快导致脱水和休克。蛋白质损失也很大,导致胶体渗透压下降和中等程度的浮肿。微生物通畅地进入微循环,因而会造成全身性的感染。随着继发性细胞死亡和创面加深,组织变得干燥,干燥的伤口上皮再生受阻。对烧伤外科医师而言,恰当的生物性闭合与早期救治的目标同样重要。自体断层皮肤作为皮肤替代品虽然还不是一个完美的替代品,但它是最理想的。由于大面积烧伤的患者不能够提供足够的自体皮肤,解决短期和长期的皮肤缺损问题必须用伤口闭合材料替代。材料的选择可用于伤口的短暂和永久性覆盖。异体皮肤一直是最广泛使用的伤口闭合替代材料,但是也可有其他选择。这是令人振奋的,同时也是一个进展迅速的且可改变严重烧伤救治的领域。本章的目的是综述现有的临时或永久性的皮肤替代物。

临时的皮肤替代物

临时皮肤代用品提供短时的生理伤口闭合,从而有助于控制疼痛、吸收伤口渗出液和防止伤口干燥。它们在烧伤救治的一些方面很有作用:作为敷料控制供皮区疼痛和促进皮肤附属进行再上皮化;同样的原因可以作为清洁表面伤口的敷料;在深Ⅱ度和Ⅲ度烧伤创面切痂等待自体移植或自体网状移植时,提供暂时性创面覆盖后以及对创基补充不良伤口先作为“试样性”移植。它们的主要作用是提供伤口暂时性生理性覆盖,这意味着从伤口机械性创伤和水汽蒸发和细菌屏障的特性上与皮肤有类似作用。这些保护膜能营造一个湿润的、减低细菌密度的伤口愈合环境。

人同种异体皮肤移植

人同种异体皮肤移植是来源于供者的断层皮片移植物。当其在新鲜或冷藏保存的环境中,它有血管化作用,目前仍是短暂伤口闭合的“金标准”。这种皮肤在冰箱中可以保存7d,而在冷藏环境中可以保存更长的时间。如果对该皮片进行冷冻保存或放在甘油中进行保存,在皮片失活状态下仍可使用,但是目前大部分资料都是描述其在有活力状态下的。在被宿主排斥之前的 3~4周内,有活力的断层异体皮移植可作为耐用的生物覆盖物。现如今,抗排斥药物已经作为经验用药来提高同种异体移植皮片的成活率。但事实上,由于担心在临床上未能真正应用抗排斥药物增加了继发性感染的风险。在有确凿的实验室检查证明该皮片没有传播病毒的可能性之前,人同种异体皮肤常规进行冷冻保存。在先进的筛选技术出现之后,病毒传播疾病出现的可能性已缩小。在大面积烧伤中,同种异体皮也与网状自体皮肤移植合并使用。网状移植皮片的小间隙可以迅速被重叠的同种异体皮所覆盖,从而减少代谢性应激和伤口的局部炎性介质反应。

人羊膜

在世界各地人羊膜用在许多清洁的伤口,如Ⅱ度烧伤,供皮区以及等候性供皮区可行的新鲜切痂创面作为暂时性敷料。羊膜一般在其新鲜制备和短暂冷藏后使用,同时,附加用银制剂来抑制细菌的产生。羊膜不会血管化,但是也可有效地暂时覆盖伤口。其最需要克服的问题是如何筛查可能会引起病毒性感染的物质,除非恰当的保存方法能消灭病毒污染的可能。如果用这种方法无法筛查出病毒,应综合评估临床需要、供皮者特点和疾病传播之间的关系。

同种异体表皮断层

在许多中心,特别是欧洲,同源性断层和自体上皮多用于覆盖断层皮肤烧伤的伤口和网状刃厚皮片自体皮的小间隙。作为一个断层皮它通常放置在纱布载体上使用,以方便术者操作。在纤维密闭层上的细胞悬浮也已进行了临床研究。理念是断层皮片能防止其下的伤口变干燥,又能通过细胞释放不知名的生长刺激因子来刺激伤口的愈合。这个发现令人兴奋,但是缺少对照资料,特别是尚缺乏任何的长期结果依据。

异种移植

尽管使用多种动物的皮肤来作为暂时伤口的覆盖物已有多年的历史,但目前只有猪皮异种移植还在广泛应用。猪皮异种移植常被分为由片状和网状猪真皮组成的组装产物。猪皮的断层皮片也经常以新鲜或短暂冷藏后低温或甘油处理后使用。它可以作为浅Ⅱ度烧伤和供皮区的有效伤口覆盖,还可用于毒性表皮性坏死的患者,猪皮还可以与银制剂合用来减少伤口处的细菌生长。猪皮虽然不能发生血管化,但是可以与清洁表浅的伤口进行黏附,以在伤口愈合时减少疼痛。

合成膜

在供皮区或表浅烧伤愈合时,大多数的半透膜敷料都能提供蒸发水分、抵抗细菌与减轻疼痛的作用。半通透性膜有提供抵抗细菌的屏障以及生理性蒸汽传导特征。Biobrame是一种内层能允许纤维血管长入的尼龙网,外层是能够通气和有细菌屏障作用的硅胶双层膜结构。目前正广泛地应用于浅表性烧伤和供皮区的暂时覆盖。所有的合成膜都是闭合性的,如果覆盖在污染伤口上特别是坏死组织上则会引起感染。在使用后进行适时的监控是非常必要的。水胶体敷料通常含有 3层结构:疏松、柔软的贴附内层,甲基纤维素吸收剂中层以及半透膜外层。它们可以通过吸收渗出物来为伤口的生长提供潮湿的环境,一个湿润的环境有利于伤口愈合。由水胶体物质所制成的浆糊和粉末也得到了广泛的应用。这些材料可以应用在表浅的或慢性伤口中来吸收伤口的渗出物,以维持潮湿的伤口环境。水纤维能吸收伤口渗出物并可作为暂时覆盖伤口的生物膜。当其与离子银混合使用时,就会有额外的抗微生物作用。这种合成膜被成功用在某些烧伤病例中,来治疗部分皮层烧伤和供皮区。

同种异体与合成膜的联合使用

表皮生长因子,转化生长因子 β,胰岛素样生长因子和血小板源性生长因子以及成纤维细胞生长因子以及其他介质在伤口的愈合中起到重要的作用。在伤口上局部使用这些药物时有人把活性的和非活性的同种异体细胞来覆盖伤口。这些细胞存活时间不会超过 14d,但是同种异体细胞所分泌出来的因子以及细胞坏死溶解时所释放的因子能够促进伤口的愈合。这些膜结构可以通过设计和生物特性所控制。

一个利用胶原凝胶来培养活性和非活性细胞的同种异体真皮表皮产品在无胸腺大鼠模型上已经获得了成功并且开始进入临床试验。虽然这个产品在临床上并未显示对烧伤患者有确切作用,但它已被尝试应用于下肢慢性溃疡的治疗。DowHiclam生物膜已被应用于同种异体成纤维细胞生长的支架。这个材料的商品名为 Transcyte,已被成功应用于某些深度烧伤病例的治疗中。修饰过的角质细胞可以通过病毒转染的方式过度表达血小板衍生因子,人生长激素,胰岛素样生长因子1,和其他生长因子。在未来几年中,这类细胞可能成为生物性创面敷料的附加成分。虽然局部应用复合生长因子可刺激伤口愈合是目前的研究热点,但此概念的正确性尚缺乏确切的证据。

永久性皮肤替代物

永久性皮肤替代物的实现将对烧伤及其他难治性创面的治疗带来革命性的影响。完美皮肤替代物的性质主要有:避免水分流失,抗细菌屏障,便宜,保质期长,可在同手术中使用,不会增生,伸展性强,敷贴不规则伤口表面,可以现场使用,不需要冷藏条件,不会传播病毒性疾病,不会引起炎性介质反应,耐用,安全,但目前并未有一种材料能完全达到这些要求。目前已有多种不完美或部分皮肤替代物可应用于某些特定的临床环境,它们可作为这种完美皮肤替代物的先驱。

表皮细胞

20年前已经具备从皮肤活检中取少量表皮细胞并进行大量扩增的技术,此种技术已普遍应用于培养表皮移植物对烧伤创面进行覆盖的临床治疗。以全厚皮方式活检取得少量表皮后,用胰酶进行消化获得表皮细胞。获得的表皮细胞用含有胎牛血清、胰岛素、转铁蛋白、氢化可的松、表皮生长因子、霍乱毒素的培养基进行培养,其培养载体为用非致死性剂量放射处理过的鼠成纤维细胞(防止其复制)。表皮细胞克隆形成大片状的未分化表皮细胞。用胰酶将这些细胞从培养皿中分离下来,传代后以同样的流程继续培养,直到获得融合成薄片状的未分化表皮细胞。最后获得的表皮细胞以中性蛋白酶将其从培养皿中分离(酶于消化表皮细胞与培养皿间的黏附)下来,为了方便下一步操作,将表皮细胞置于凡士林纱布。

当表皮细胞培养技术首次应用于大面积烧伤患者时,人们希望它能解决成批烧伤的临床难题。随着表皮细胞移植的更多应用,其特点逐渐暴露,包括成活率低、后期耐磨性差。然而,当面对大面积烧伤以及可用供皮区极少时,表皮细胞培养移植技术对断层皮移植暴露创面可谓是一种有用的补充,创面面积越大,表皮细胞培养覆盖技术的缺陷及费用就越能被接受。

表皮细胞移植技术的缺陷很大程度上与真皮成分的缺失有关。目前已有商业化的表皮细胞移植物,在血管化的同种异体移植物被排斥后的创面取得更成功的经验。除外个别病例,将表皮细胞种植于含成真皮细胞类似物上的研究均告失败。

真皮类似物

事实上,除屏障功能外,正常皮肤的所有特性都由真皮所提供,包括弹性、强度、散热以及保守性、润滑和感觉功能。第一种临床表皮替代物称为“人工皮肤”(亦称Intergra,美国Intergra生命科学公司生产),最近其对严重烧伤的临床应用已通过 FDA认证。这种材料由麻省总医院和麻州技术研究所组成的一支生物材料研究队伍于 1980年研制成功。这支由麻省总医院外科医师 JohnBurke和麻州技术学院的材料科学家 LonnasYonnas所领导的研究小组,致力于研制一种能同时临时性通透水分和为后期真皮再生提供支架的创面覆盖物。这种材料开始应用于切痂后的烧伤创面,现已被批准用于临床,其他方向应用的可能性已在探索中。它的内层为 2mm厚的来自牛组织的胶原纤维和氨基葡聚糖软骨素6硫酸盐。此层结构具有 70~200μm的微孔,由于当初设计时的缓慢生物降解性能,可使纤维血管长入。制作方法为氨基葡聚糖和胶原纤维先进行沉淀和冻干,并用戊二醛进行交联。人工皮肤的外层为 0.23mm的聚硅氧烷聚合体,具有类似表皮的通气性能。它被应用于新鲜切痂后的全层皮肤烧伤创面,2~3周后以超薄刃厚皮片取代外层的硅膜。临床报道显示人工皮肤在大面积烧伤患者中应用效果良好,虽然其皮下感染的发生率仍需观察。Integra材料在某些特定烧伤修复手术中发现也有一定作用。另一种可以作为皮肤替代物的材料是冷藏的同种异体真皮。这种材料在最初打算是在伤口闭合中可以与薄层上皮自体移植物共同使用。其品牌称为 AlloDerm。刃厚同种异体皮肤是来源于组织库且经过传染病排查的尸体皮片。在使用高渗盐水的同时去除异体皮上皮部分,其剩余真皮用清洁剂处理以失活病毒,然后冷藏保存。这一过程的目的是提供一无抗原性的真皮支架,保留基底膜蛋白(特别是粘连蛋白和Ⅳ、Ⅶ胶原)的完整性。在覆盖超薄自体刃厚皮之前要进行再水化,烧伤手术中应用这种材料的经验有限,但早期经验显示此材料有一定前景。

在利用断层皮片移植之前,先应用真皮替代物作为一策略在临床上获得了成功。这项工作已经开展了数年,外科医师在处理大的创口时,在已血管化的异体真皮上再延迟覆盖自体刃厚皮。在使用培养上皮移植技术也做了改进,将培养的上皮细胞置于已发生了血管化的异体移植皮上。一旦同种异体移植物发生血管化,同种上皮细胞可以通过皮肤摩擦术和切除术去除,有目的的遗留已经血管化但理论上无抗原性的同种异体真皮。这种方法被广泛地进行报道,但却没有被广泛采纳。也许上皮切除中,如果切得过浅,抗原性上皮细胞巢会遗留,若切除过深,表皮真皮连接结构一并被切除掉。

复合替代材料

理想条件下,皮肤替代技术可以迅速提供真皮和表皮层。将表皮细胞与真皮替代物合并在实验室条件下似乎是合乎逻辑的。一个完全生物复合皮肤替代物,将成纤维细胞植入胶原蛋白糖胺聚糖膜中,然后再加种角朊上皮细胞,这项研究已开始数年了。这种复合皮在裸鼠模型和一期临床试验中均已获得成功,它甚至还有控制色素表达的潜力。这项令人振奋的技术在实验室和临床上进行不断改良,并且可能对于相似的项目产生巨大的影响,例如自体表皮细胞种植在同种异体表皮上,也显示出一些希望。

选择性伤口覆盖物的前景

在未来的几年里,对皮肤替代物而言,不管是暂时的还是永久性的,我们很有希望能看到显著性的发展,在暂时伤口覆盖物中,无论是合成技术还是皮肤贮存技术,我们可以预测含有生长因子分泌特性的暂时敷料能刺激伤口的愈合。角化细胞的基因修饰现已成为可能。这些细胞通过基因工程可以使其过度表达血小板衍生因子,人生长激素,胰岛素样生长因子-1及其他生长因子。在今后的几年,可能会在动物模型和人类的伤口上进行实验。如果证明有效,可通过与暂时性敷料的结合应用来治愈烧伤部位和供皮区。今后还可能将自身与改良的同种异体细胞同种移植结合,形成一种理想的移植物,其优点是在早期移植过程中,可以使关键的生长因子进行过度表达。

由于我们已经能成功抢救大部分大面积烧伤患者的生命,因此对能持久、可靠、稳定的皮肤替代品的需求更加紧迫。这种材料既能缩短急性病的病程,又能加快烧伤创面愈合。但目前尚不明确哪种类型的皮肤替代物将会脱颖而出。最有可能的似乎是在离体条件下将自体角化细胞,可能还有成纤维细胞和/或内皮细胞与真皮类似物相结合。不管何种替代物形式取得成功,都会极大影响到烧伤救治领域。

贾赤宇
贾赤宇 主任医师
南华大学附属第一医院 烧伤整形与创面修复中心