点阵CO2激光辅助的增生性瘢痕的皮肤再生修复

谭 军

（湖南省人民医院、湖南师范大学附属第一医院整形&激光美容科，湖南 长沙，410002）

1 概述

创伤和烧伤瘢痕是整形外科、烧伤外科、美容外科临床常见的疾病。瘢痕常给患者造成容貌毁损、关节功能受限和严重的心理障碍。近十几年来，激光等光疗技术成为瘢痕治疗的非手术热门技术，并逐步为患者和瘢痕治疗医生所接受。尽管激光和光疗技术在痤疮瘢痕、扁平瘢痕、浅表合并色素异常瘢痕和瘢痕早期的干预治疗方面取得优良的临床疗效，但增生性瘢痕的治疗仍然面临极大的挑战。

增生性瘢痕（hypertrophic scar，HS）的形成多由损伤累及真皮深层引起，如深II度以上的烧伤、切割伤、皮肤严重感染等。临床上防治瘢痕的方法很多,手术切除、皮肤移植、皮瓣转移、皮肤软组织扩张、皮质激素注射、压迫疗法、冷冻治疗和放射治疗等,这些方法对瘢痕的防治均有不同程度的效果。

自从Castro于1983年首次提出激光可能是治疗增生性瘢痕（HS）和瘢痕疙瘩（Keloids,K）的有效方法以来，激光技术已经有了很大的进步。我们知道任何技术的进步都源于基础理论的发展。1917年爱因斯坦描述了激光的基本公式和理论概念，1964年第一台激光器成功问世。1983年Anderson R.R和Parrish J.A提出了“选择性光热分解作用理论”[1]，真正奠定了激光在医学领域应用的坚实理论基础，推动了现代激光技术的迅猛发展。20世纪90年代初，CO2激光器已发展并使用了可控制激光的作用时间短于皮肤的热弛豫时间（2ms）的超脉冲技术，显著提高了激光磨削除皱术的疗效和安全性。但对瘢痕的治疗仍受到限制，主要是并发症严重，治疗风险极大。1994年Alster首次报道采用闪光灯-泵浦脉冲染料激光治疗红色增生性瘢痕（Red Hypertrophic Scar,RHS）治疗有效率达57%-83%，2004年Manstein提出“点阵光热分解理论”[2]，这一概念的引入使得点阵激光很好地融合了创伤性和非创伤性治疗的安全性和有效性，使得激光治疗增生性瘢痕成为可能。

在激光基础理论和激光技术的发展过程中，医学科研工作者们尝试使用各种激光仪器治疗增生性瘢痕。据文献报道，可调脉宽Nd:YAG激光、闪光灯-泵浦脉冲染料激光、长脉宽Nd:YAG激光、高功率He-Ne激光、铜蒸气激光、铒点阵激光、铒-玻璃激光、超脉冲点阵CO2激光以及其他光疗方法如强脉冲光、射频、光动力、浅层X射线、超声波、离子束等。

医生们尝试用各种办法治疗增生性瘢痕，现在都2021年了，为什么至今没有一种治疗方法被全球认可？

2 瘢痕是如何被修复的?

目前，有十余种激光、强光和其他光疗设备用于瘢痕的治疗。它们大多数的作用机制就是采用有限的、可控的热损伤作用于瘢痕组织。不同波长的激光，它们的靶组织不同，产生的修复效果也不一样。所以，根据治疗目的来选择合适的激光、光疗设备，采用适当的治疗模式和设置合理的治疗参数，是非常有必要的。

传统的激光修复瘢痕理论认为：激光的光热分解作用使瘢痕内胶原重塑导致了瘢痕的改善，称之为“胶原重塑”理论。这一理论存在一些缺陷。首先，组织创伤愈合需经历“炎症-增生-重塑”三个阶段，用某一阶段代表整个愈合过程显然是不妥当的；其次，用“胶原重塑”理论也无法解释激光治疗后瘢痕整体的改善，如瘢痕色泽、质地、血管的改善，因为皮肤是复合组织，构成皮肤的细胞类型已知的有25种之多，与瘢痕修复密切相关的组织细胞是成纤维细胞、胶原纤维、炎症细胞及因子、表皮干细胞、真皮干细胞及间充质干细胞、皮肤附件如皮脂腺、汗腺和毛囊等。如果仅仅聚焦于胶原，而忽视激光诱导的皮肤细胞整体的再生修复显然是片面的。鉴于这种状况，谭军于2014年提出了“皮肤原位再生修复理论”[3]，认为超脉冲点阵CO2激光在瘢痕修复中扮演了造成组织损伤，启动瘢痕残存干细胞和再生潜能组织的分化、增殖，原位再生新的皮肤。

皮肤受损后，表皮角质细胞、血管内皮细胞和成纤维细胞，这三类细胞在皮肤创伤愈合过程中扮演了重要的角色，而获得良好修复的细胞学基础就是瘢痕内残存具有再生能力的细胞和组织。皮肤再生修复包括表皮、真皮和皮肤附件、血管、神经、肌肉等的再生修复。

在基础研究中，我们采用兔耳瘢痕模型和人体瘢痕病理检查，选择公认的表皮干细胞特异标记物CK19、P63对兔耳瘢痕进行标记，结果发现在瘢痕内有CK19和P63表达，也可以清晰地看到瘢痕的基底膜和基底细胞，且CK19、P63染色细胞分布在基底层和棘细胞层（图1,图2）[4,5]。这个结果提示：瘢痕内存在再生修复的细胞学基础。点阵CO2激光可引起成纤维细胞的凋亡和I/Ⅲ型胶原比率趋于正常比率[6,7]。我们采用点阵CO2激光Active FX手具（参数：125mj，40Hz，5%，1pass）治疗后按时间节点切取瘢痕组织给予病理组织学检查，从组织切片中可以看到，24h后CK19、P63蛋白开始出现增加，且呈片状散在分布于表皮基底层，至7天达高峰，至14天开始下降。这个研究表明，点阵激光Active FX治疗模式采用光热损伤的方式刺激了表皮干细胞启动了修复程序，表皮干细胞自激光治疗后第4天开始增殖，至第7天达到峰值，直到第14天开始下降,同时我们观察到,在第14天，表皮的皮钉及真皮乳头的重现（图3）[8]，说明表皮及表皮-真皮联合(dermal-epidermis junction,DEJ)功能的重建。该研究提示：1、激光治疗后表皮干细胞启动时间与创伤伤口愈合的时间大约一致，但表皮干细胞增殖的持续时间较创伤伤口愈合中表皮细胞增殖的时间长约7天；2、激光治疗后二周是再生修复的关键时期[4]。

图1 1a.兔耳瘢痕（HE染色x100）；1b.表皮干细胞特异标记物CK19表达（免疫组化染色x100）；1c.P63表达（免疫组化染色x100）

图2 2a.人体瘢痕(HE染色x40)；2b.表皮干细胞特异标记物CK19表达（免疫组化染色x200）2c.P63表达（免疫组化染色x200）

图3 兔耳瘢痕Active FX治疗后表皮细胞组织学改变的观察(免疫组化*200)

其次，激光打孔技术让伤口愈合方式由平面变成3D模式，这样有利于增生性瘢痕的治疗，因为瘢痕主要是“真皮层”的纤维化改变，因此，激光对瘢痕组织的穿透深度具有非常重要的作用。同时，我们发现：对这种布满激光孔洞的创面护理需要液态的药物才能有效地排除孔洞内的坏死物和帮助伤口愈合(图4）。

在动物实验中，我们发现点阵CO2激光显著改善了瘢痕内胶原的排列，促进成纤维细胞的凋亡。同时，我们观察到点阵激光治疗组与对照组(未治疗组）比较，兔耳增生性瘢痕中的MMP-1的活性显著增加，而MMP-1是细胞外基质中降解胶原的关键酶类化合物。点阵CO2激光可分解包绕胶原的硫酸软骨素，这样有助于胶原酶对沉积胶原的降解[6-9]（图5-7）。

图5 点阵CO2激光Deep FX治疗兔耳瘢痕真皮的组织学变化(HEx100）

图6 点阵CO2激光SCAAR FX治疗兔耳瘢痕真皮的组织学变化(HEx100）

图7 对照组(未治疗组）兔耳瘢痕真皮的组织学变化（HEx100）

我们知道，瘢痕治疗的难点在于瘢痕纤维化组织的逆转，即如何让纤维化的真皮转变为疏松的网状结构的正常皮肤真皮。结合基础研究的发现，我们认为：点阵CO2激光可以增加成纤维细胞的凋亡，促进沉积胶原的降解，使得致密的瘢痕“真皮”变得疏松，胶原纤维排列更加有序；这样就为组织再生修复腾出空间，实现了组织修复的第一步，下一步则是组织再生和恢复皮肤细胞的正常功能。

3 湿润生理环境和组织的再生修复

点阵CO2激光采用热损伤的方式治疗瘢痕，这样的话，应该特别注意创面的护理。自从Winter于1962年提出“湿性伤口愈合”的概念，20世纪的“创面愈合”研究的结论就是：“湿润愈合环境将有利于生长因子的释放，刺激细胞的增殖，增强细胞因子受体与细胞因子的结合，并且增加伤口表皮细胞的迁移速度”。湿性愈合环境包括创面温度、湿度、pH值、血供、创面微生物总数等，但在如何实现湿性伤口护理方面存在学术争论。

在我们的一项实验研究中，采用点阵激光Deep FX治疗的瘢痕，分为激光组和湿润护理组，激光组创面采用络合碘消毒创面后涂抹四环素软膏，湿润组则使用美宝湿润烧伤膏护理激光创面，我们观察到两种不同的创面护理方法可以影响瘢痕的组织学变化。这一研究证实了采用点阵CO2激光治疗，瘢痕内残存的具有再生能力的组织和细胞在湿润创面环境中可以原位再生形成更接近正常皮肤组织学结构的“新的皮肤”，在我们以前发表的数篇论文中也揭示了MEBO的很多细节[3-5,10]（图8-10）。

图8 点阵激光Deep FX治疗后，创面采用络合碘消毒，并外用四环素抗生素软膏

图10 普通／湿润创面护理对瘢痕激光治疗后组织学变化的影响（P63免疫组化x200）,（10a-d）P63免疫组化染色显示点阵激光Deep FX35mJ治疗即刻、术后第4天、术后第7天、术后2周瘢痕皮肤组织的修复过程，10d显示创伤愈合的结果。（10e-h）P63免疫组化染色显示点阵激光35mj治疗即刻、术后4天、术后7天、术后2周瘢痕皮肤组织的修复过程，10h显示瘢痕皮肤呈现再生修复的结果，可见真皮与表皮结构清晰可见和真皮乳头的重建。

其次，在治疗增生性瘢痕时，我们通常会采用“点阵CO2激光联合MEBO湿润创面护理”[11]，一次治疗后就可以观察到瘢痕浅中层胶原排列的显著改善和皮肤附件的再生，但是，在瘢痕的深层仍然可以观察到瘢痕胶原纤维4。我们的实验研究和临床研究表明：湿润的伤口愈合环境将有利于组织的再生与修复[3-5,8,10,19]（图11）。

图11 人体增生性瘢痕点阵激光＋湿性治疗后组织学改变（HE＊100）

目前，我们尚不清楚激光-组织穿透深度与瘢痕治疗效果的关系，因为在临床上，我们观察到一些增生非常严重的瘢痕患者，采用点阵CO2激光治疗同样获得了优良的疗效（图12，图13）。

图12 面部烧伤后增生性瘢痕

图13 手背创伤后增生性瘢痕

4 增生性瘢痕治疗技术的改进

根据“选择性光热分解原理”，激光治疗瘢痕时，瘢痕的修复主要包括表皮的色素细胞，真皮的成纤维细胞和胶原纤维以及瘢痕内的血管内皮细胞，这三类细胞和组织是激光治疗瘢痕的主要效应细胞。

如图14所示，我们可以选择不同的激光治疗方案并根据瘢痕的颜色、厚度来调整治疗方法。增生性瘢痕的期望值就是瘢痕平复、柔软，以及色泽接近周围正常皮肤。增生性瘢痕可以分为三期，即红斑期、红色增生期和成熟稳定期。每期的治疗策略都是不同的，在这三期中，红色增生期的治疗难度是最大的，因为瘢痕内的血管再生能力很强的缘故。基础研究和临床研究发现：联合脉冲染料激光和点阵CO2激光治疗红色增生性瘢痕的疗效优于过去单用一种激光治疗的效果。两种激光在同一次治疗时使用，我们称之为“复合激光技术”[12-14]。

图14 激光作用于瘢痕皮肤的主要效应细胞和组织

在临床上，如图15所示，我们根据瘢痕的颜色和厚度选择激光类型和设定激光治疗参数；我们也可以根据需要选择辅助治疗方法，如类固醇皮质激素注射或者导入[12]。

图15 红色瘢痕的分期和光电、药物干预治疗

激光治疗瘢痕需要从组织再生的角度去看待，并且，为了获得最佳的临床疗效、治疗的安全性以及患者满意度，我们需要理解激光创面愈合的原理。从我们的基础研究和临床研究发现：点阵CO2激光创面的愈合过程是有别于创伤伤口愈合过程的，如创伤伤口愈合过程包括出血-凝血、炎症反应、细胞增生(纤维增生）、组织重塑和纤维化愈合等阶段，损及真皮层的伤口愈合时间2-3周，为了尽早修补皮肤缺损，临床医生往往采取控制炎症、防止感染和促进创面愈合的治疗策略。其组织学变化是皮肤到瘢痕的过程。点阵CO2激光创面愈合过程包括充血水肿（轻）、炎症反应（轻）、纤维降解和表皮细胞增生、组织再生并形成更健康的皮肤。损及表皮的激光创面的愈合时间3-5天，热损伤达真皮层的愈合时间为7-12天，为了保证激光治疗创面的再生修复，临床医生多采取减少残余热损伤、减轻水肿、保持创面湿润和促进瘢痕组织再生修复的治疗策略。其组织学变化是瘢痕到更健康的“新”皮肤的过程（图16）。

图16 创伤伤口愈合过程与剥脱性点阵激光创面愈合过程的差异

总之，基础理论发现的最终结局是应用于实践,就医学研究来讲是应用于创建重大临床治疗新技术,最终造福于患者;光电技术和湿润皮肤再生疗法联合应用于创面和瘢痕的修复,创建了重大临床治疗新技术,把不可能变成可能,实现了皮肤组织的原位再生修复。大量的临床经验证实：点阵CO2激光可以改善增生性瘢痕的质地、厚度和色泽，促进瘢痕的成熟与稳定，并减少手术修复的概率，同时，激光治疗也可缓解瘢痕的瘙痒、疼痛等伴随症状，达到美容和功能改善的效果[12-20]。典型案例见图17-22。

图17 红斑期瘢痕：男，10月，烧伤后1个月，IPL治疗

图18 红斑期瘢痕：男，1岁，烧伤后20天，点阵Deep FX+PDL治疗

图19 红色增生期瘢痕：女，22岁，烧伤后2个月，点阵激光Deep FX+PDL+DDT治疗

图20 红色增生期瘢痕：女，7岁，烧伤后2个月，点阵激光Deep FX+PDL+DDT治疗

图21 成熟稳定期瘢痕：女，4岁，烧伤后2年，点阵激光Deep FX+Active FX治疗