负压创面疗法在慢性创面修复中的研究进展

郑军杰，晁生武

(青海大学附属医院烧伤整形外科，青海 西宁)

0 引言

创面修复是指机体在受到外界致伤因素和(或)自身内在因素作用下形成皮肤完整性破坏[1]后，由中性粒细胞、巨噬细胞等炎症细胞和血管内皮细胞、表皮细胞以及成纤维细胞与细胞外基质等参与[2]，经过炎症、新组织形成及修复三个重叠的过程[3]，完成的一系列病理生理的生物学修复过程。慢性创面的修复是目前创面修复的重点及难点，负压创面疗法最早由美国维克森林医学院的Louis Argenta 和Michael Morykwas 于1989 年开始研究后[4]，被广泛应用于临床慢性创面的修复，并取得了较为理想的效果。

1 慢性创面的形成机制

慢性创面目前尚无明确定义，目前临床中较为公认的定义多指因各种原因形成的经1 个月以上治疗未能愈合，也无愈合倾向的创面[5]。慢性创面的形成机制复杂，创面愈合过程中任一阶段受到影响，均可能导致创面延期愈合[6]，形成慢性创面。本文中主要从创面微循环、炎症反应、细胞外基质几个方面进行综述。

1.1 创面微循环

微循环是指微动脉和微静脉之间的血液循环，主要通过微动脉与微静脉间的多种血管通路进行血液和组织之间的物质交换，将营养物质及氧气由动脉血管运送至局部组织，将代谢废物从组织局部经静脉系统排出体外[7]。当创面微循环障碍时，组织间物质交换将受到影响，限制营养物质及氧气进入周围细胞[8]，及导致局部组织水肿[7]，进一步导致创面肉芽生长障碍，及致使创面细胞凋亡。而血管内皮细胞的凋亡，又反过来进一步加重微血管障碍[13]，从而形成一个恶性循环，致使创面迁延不愈形成慢性创面。目前已有多项研究证实，微循环障碍是影响多种慢性创面正常愈合的重要原因之一[9,10]。

1.2 炎症反应

炎症反应是机体在内外界致炎因子作用下产生的一种血管与细胞的病理性免疫反应，它保护身体免受侵害，在创面修复中起到了重要作用。在炎症反应早期，血源性炎症细胞，如中性粒细胞、巨噬细胞等，会迁移到伤口部位，通过产生蛋白消化酶、自由基及自身吞噬作用，来清除创面细菌及坏死组织，达到自清创的目的，以及诱导合成一些细胞生长因子，促进组织细胞生长以恢复创面正常结构[11]。在慢性创面，大量炎症细胞仍持续募集，分泌促炎因子及蛋白酶级联型促进炎症反应以及降解创面新生成组织，而抗炎因子及蛋白酶抑制剂表达水平均下降[12]。研究表明[13]，微循环障碍可导致炎症反应发生，而过激的炎症反应又会导致血管内皮细胞损害，加重创面的微循环障碍。创面细菌定植也是诱发创面炎症反应的主要原因之一，而慢性创面的细菌感染常以细菌生物膜的形式存在，细菌生物膜的形成致使创面细菌难以用常规治疗方式清除，导致创面处于慢性持续性炎症状态，影响创面如期愈合[14]。

1.3 细胞外基质

细胞外基质是由细胞合成然后分泌到细胞外间质的生物大分子物质，主要由胶原蛋白、非胶原蛋白、弹性蛋白、蛋白聚糖与氨基聚糖等5 类物质组成，用以构成使细胞驻留的生物网架结构[15]。研究表明[16,17]，细胞外基质还可以通过自身作为信号因子，以及参与调控部分生长因子转导，影响细胞增殖及组织生长。LAIVA AL[18]等人研究发现细胞外基质可与携带编码生长因子基因颗粒结合来促进血管再生。Adams Josephine C 等人研究[19]认为细胞外基质还通过细胞骨架的粘附调节或反粘附作用促进细胞迁移或形态变化，从而促进创面修复。研究表明[20]，慢性创面的细胞外基质明显低于正常急性创面，这可能与慢性创面中存在蛋白酶的高活性及蛋白酶抑制剂生成缺乏有关。这种蛋白酶的失衡导致细胞外基质中的纤维蛋白和纤维链接蛋白等成分被降解大于合成[12]，影响创面修复。

慢性创面的形成过程中，各阶段的影响也并不是独立分开的，各种影响因素互相作用。如上文所述，创面微循环障碍会导致炎症反应形成，过激的炎症反应又会破坏血管内皮细胞及降解细胞外基质，细胞外基质的破坏也会影响创面微血管形成，进而影响创面微循环。各种影响因素互相穿插作用，形成级联式反应，致使创面迁延不愈。

2 负压创面疗法

负压创面疗法通过使创面处于持续或者间接的负压状态[21]，促进创面愈合。有研究表明[22]，负压创面疗法可增加创面局部血流改善微循环、降低创面细菌改善创面炎症反应、促进成纤维细胞生长及细胞外基质生成等疗效。负压创面治疗在慢性创面治疗的临床应用中，也被广泛证明能有效促进慢性创面愈合[23,24]。

2.1 改善微循环

研究表明[25]，负压创面疗法可以通过机械力张力传导至细胞黏着斑，以及通过改变细胞骨架，诱导内皮祖细胞增殖分化为血管内皮细胞，促进微血管形成，改善创面微循环。负压创面疗法可以通过刺激低氧诱导因子1α(HIF-1α)/血管内皮生长因子(VEGF)通路增加循环内皮祖细胞的数量，从而促进血管生成[26]。碱性成纤维细胞生长因子(b-FGF)是一种有效血管生成诱导剂，目前也有多种研究表明[27]，负压创面疗法可以促进慢性创面中b-FGF 的表达，进而促进血管生成。负压创面疗法促进血管生成及牵拉深层的组织血管导致氧合增加的高灌注，向组织输送氧气和重要的营养物质。Kairinos 等人提出[28]负压创面疗法可对伤口组织产生压缩力，这种压缩力是减少水肿的关键因素，除了产生压缩力减轻创面水肿外，负压创面疗法还可以产生一种收缩力，使创面伤口收缩。研究表明[29]，负压创面疗法可以通过去除多余的液体较轻创面水肿，从而打开毛细血管，恢复伤口的血流，以及水肿减轻增加了流体流速，从而减少血浆渗出，并将细胞外液吸进血管，进一步减轻间质水肿，导致周围组织灌注增加，促进创愈合。

2.2 调控创面炎症反应

研究表明[30]，负压创面疗法治疗后创面蛋白酶表达较治疗前显著下降，而蛋白酶抑制剂表达显著上升。Eisenhardt SU 等人[31]通过CD68 标记巨噬细胞检测炎症细胞浸润，以及RT-PCR 检测炎症标志物白细胞介素-1b (IL-1b)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)表达水平，证实负压创面疗法可显著减少炎症细胞的迁移及降低炎性细胞因子的表达。这可能与上文所述负压创面疗法可以清除创面代谢废物有关，代谢废物含中有高水平的腐蚀性蛋白酶、细胞因子等致炎因子，负压创面疗法可以通过去除这些致炎因子从而控制创面慢性炎症反应。高细菌负荷会干扰伤口愈合的过程，创面细菌定植使创面愈合长期停滞于炎症反应期，不能进入增生期，目前已有多个临床研究证明负压创面治疗减少创面细菌数量方面有良好的作用。Steingrimsson 等人[32]的研究表明应用创面负压疗法治疗慢性创面与传统治疗组相比，创面感染率更低。Saadi等人[33]的研究表明应用负压创面疗法有助于控制创面感染。创面负压治疗在封闭环境下通过负压抽吸作用，及时清除创面细菌，减少创面细菌负荷。有研究[34]通过对大量慢性创面患者的创面组织行细菌学培养分析，证明创面负压疗法对于清除创面细菌生物膜有明确疗效，可以通过抗创面细菌生物膜，促进慢性创面愈合。

2.3 促进细胞外基质生成

国内外已有多种报道证实[24]，对慢性创面予以负压创面疗法治疗，检测治疗前后创面肉芽组织中血小板源生长因子(PDGF)及转化生长因子β1(TGF-β1)的含量，结果证明负压创面疗法可以明显提高PDGF 及TGF-β1 的表达，而PDGF及TGF-β1 可以促进细胞外基质的合成，促进创面愈合。Daigle P 等人认为[35]，负压创面疗法设备在伤口表面使用的界面材料(泡沫或纱布)，这些填充材料产生吸力，导致创面组织被吸入填充材料的孔隙中产生机械应变力，而这种机械应力可以增加转化生长因子β1 (TGF-β1)的激活，进而促进细胞外基质增殖和肉芽组织形成。而负压创面疗法设备引起另一种类型的组织变形发生在创面的边缘引起伤口收缩，这种组织变形可以刺激肌成纤维细胞分化，而人肌腱成纤维细胞受到机械拉伸后，又进一步促进PDGF、TGF-β 的表达，进而促进细胞外基质生成。研究表明[36]，由于负压创面疗法应用的填充材料对创面施加变形力，导致创面细胞由于细胞骨架受到机械拉伸作用而增殖，整合素是细胞基质内的黏附物，它作为应变剂触发机械受体信号通路，改变包括myc、c-jun和Bcl-2 的基因表达，进而增加了细胞有丝分裂的速率，以及增加细胞外基质(ECM)的编码基因表达。如上文所述，负压创面疗法也可以通过清除创面包括蛋白酶在内的代谢废物，致使创面蛋白酶等含量显著下降，及蛋白酶抑制剂表达显著上升，致使细胞外基质中的合成大于降解，促进慢性创面愈合。

负压创面治疗促进慢性创面愈合的各种作用机制也并不是各自独立分开的，而是相互作用密不可分的，它们之间的相互作用促进多种慢性创面的愈合[25]。

3 总结与展望

慢性创面已经成为临床外科治疗的重点及难点问题，随着人口老龄化的进程，慢性创面的发病率逐年增高，慢性创面的迁延难愈给患者造成身体上的痛苦及经济上的压力。负压创面疗法自1993 年由Fleischman 首次在创面应用后[37]，为慢性创面治疗带来了新的思路，在临床中广泛应用于慢性创面修复并取得了较好的疗效。目前已有大量临床实验证实负压创面疗法对慢性创面的治疗有明显作用，但是其治疗的理论机制仍有许多方面需要进一步深入研究。