微粒皮移植术及其移植后的生物敷料覆盖物的研究进展

王士强，陈远征，李梁，吴灿，付妍婕

1潍坊医学院附属医院（临床医学院），山东 潍坊 261000；2临沂市人民医院烧伤整形外科；3临沂市人民医院医学美容中心

作为抵御外界环境伤害的第一道屏障，皮肤具有保护和维护机体内环境的重要生理功能［1］。烧伤及创伤形成的大面积皮肤缺损，使机体暴露于外源病原微生物中，扰乱了体温调节，增加了水、电解质的丢失，甚至危及生命。因此，及时封闭创面至关重要，其中应用最广泛的方法是自体皮肤移植［2］。然而，对于大面积创面，自体皮源缺乏一直是修复创面治疗的首要难题。北京积水潭医院张学明等在1985年根据以往的临床实践，率先提出自体微粒皮移植术［3］。但微粒皮覆盖物的选择关系到微粒皮的成活和创面修复的有效性，因此，寻找一种综合效果高的微粒皮覆盖物是目前临床上面临的一个难题。现就微粒皮移植术及其移植后的生物敷料覆盖物，如异种皮、异体皮、自体痂皮、人羊膜以及罗非鱼皮等研究进展综述如下。

1 微粒皮移植术研究现状

北京积水潭医院张明良等于1985年首次应用微粒皮移植术对8例大面积烧伤患者进行治疗，微粒皮片的拓展比例在1∶5～1∶15，覆盖面积为2.5%～44%，其中7例患者植皮区在术后22～45 d内完全愈合［3］。微粒皮的制备最初是用剪刀手工将自体皮肤剪成大小＜1 mm2的自体微粒皮片，再采用直接撒布法或间接撒布法移植至烧伤创面，再以异体皮进行覆盖［2-3］。在此之后，国内外学者对微粒皮移植术进行了广泛研究和应用，并加以改进。如：北京积水潭医院1、2、3代剪皮机，江苏大学附属医院医用碎皮机等。实现了微粒皮由手工切剪到制皮机械化的阶段，克服了人工剪皮花费时间长、效率低的缺点。在移植方法上，研究者发明了盐水漂浮法和丝绸转移法，保证了微粒皮在创面移植后密度均匀和方向一致，从而提高了微粒皮移植存活率［3］。

由于MEEK植皮术等新技术的开展、微粒皮移植术自身缺点等因素，导致微粒皮移植术在临床治疗和基础研究的热度稍有降低，但仍是特大面积烧伤患者，尤其是Ⅲ度烧伤面积＞80%TBSA患者的最佳选择之一［3］，因其自体皮扩展比例高。以1 mm×1 mm的微粒皮为例，理论上可拓展100倍。在微粒皮移植术报道初期，临床使用比例已达1∶10～1∶20，并取得良好疗效［3］。随着精细化技术的不断进展，微粒皮制备亦得到进一步精细化。据BOCCHIOTTI等［4］报道的Xpansion技术，采用带有24组平行旋转切割盘的制备装置，将皮片手动纵横各切一刀，可获得0.8 mm×0.8 mm的微粒皮，创造出亚毫米的移植皮，后将微粒皮以1∶100的拓展比例移植至实验用猪的创面上，糖尿病猪及健康猪的创面14 d内完全上皮化。后来FUCHS等［5］提出的像素移植，运用Xpansion技术将皮片制备成0.3 mm×0.3 mm的微粒皮。2015年，有学者提出利用Rigenera技术将皮片切割成直径小于50µm的组织，通过涂抹或局部注射治疗创面。此外，BOCCHIOTTI等［4］将Rigenera技术分别用涂抹和注射的方式治疗Fournier's坏疽，第7天时，创面面积缩小15%，70 d完全愈合，新生组织的弹性、柔韧性与大张皮移植效果相似。2016年，FUCHS等［5］通过自体微型皮柱移植技术，获得了包含全层皮肤、附属器在内的直径0.5 mm的微型皮柱，结果发现微型皮柱对创面愈合中多个环节有积极影响，最终实现供体区及移植区创面更快、更高质量的愈合。

尽管微粒皮移植术已研究数十年，但移植后的微粒皮成活率仍不稳定，据统计，国内微粒皮成活率仅约50%［6］。微粒皮移植的方向性、均匀性影响到微粒皮的成活，进而影响创面修复的成败。据HACKL等［4］指出，当微粒皮小于0.8 mm×0.8 mm时，微粒皮的方向性不会对微粒皮成活有所影响，但目前这方面的研究有限。由我国学者首创的盐水漂浮法和绸缎转移法有效地改善了微粒皮的方向性及均匀分散性［3］。GAO等［7］提出Cellutome技术，即通过加热与负压技术获取微表皮移植物，使用3M敷料将移植表皮转移到创面上，保证了移植方向性和均匀性。有研究者通过制备三明治纳米纤维支架，将微型皮限制在其微孔中，进行均匀移植至创面，提高微型皮的“取用率”［8］。这些研究为今后微粒皮移植方向性及均匀性的探索提供了基础和思路。此外，微粒皮移植后需加以覆盖物进行保护，虽临床以及文献中报道的覆盖物众多，但至今尚未找到理想的材料。

2 微粒皮覆盖物的研究进展

自微粒皮移植术应用于临床后，其覆盖物的问题一直是人们研究的焦点。微粒皮覆盖物有两个主要作用：①保护移植后的微粒皮，为微粒皮成活提供环境和时间；②对裸露的创面进行保护，减少感染［5］。因此，理想的微粒皮覆盖物应具有以下特点：①有良好的贴附性；②有抗感染性；③占位性弱，不影响微粒皮的拓展；④抗原性弱，覆盖时间长；⑤易获取、易制备、易储存、费用低；⑥无病原传染性；⑦符合伦理法规。如最早期的普通敷料（纱布、油纱等）；生物敷料（异种皮及同种异体皮、羊膜、胶原膜等）；合成敷料（胶原、透明质酸等高分子材料）；永久性 皮 肤 代 替 物（Alloderm®、Integra®、Dermagraf®）［3，7-8］。目前临床中常用微粒皮敷料多为生物敷料。

2.1 异种（猪）皮猪皮首次被当作生物敷料治疗烧伤创面可以追溯到19世纪60年代。由于猪皮价格低廉、易于获得、与人体皮肤结构相似等特点，在上世纪的烧伤创面治疗领域，新鲜猪皮被广泛应用。但研究发现，新鲜猪皮作微粒皮覆盖物覆盖创面时，因其抗原性过强，导致猪皮在2周左右脱落，覆盖时间短，影响微粒皮的成活，对创面愈合不利。此外，由于其未经处理，易传染病原微生物，如：猪内源性逆转录病毒（PERV）、猪巨细胞病毒（PCMV）和猪圆环病毒（PCV）等，安全性低，目前临床已极少应用。上世纪末，改良的辐照猪皮、冻干猪皮、戊二醛猪皮以及基因转染猪皮接替了新鲜猪皮在临床中的应用。但以上几种改良猪皮敷料仅仅在抗原性、灭菌等方面有改善，其余缺点仍存在明显［9］，不足以代替异体皮作微型皮片的覆盖敷料。

近年来，脱细胞异种（猪皮）真皮基质在临床中应用较广泛，通过去除细胞及可溶性蛋白技术极大地降低了猪皮的免疫原性，使之具有良好的生物相容性、生物降解性、生物活性及对渗出液的吸附能力，可在微粒皮移植创面上保留较长时间，有利于微粒皮在创面上拓展融合，不仅能促进微粒皮成活，还降低护理强度和减轻患者的换药痛苦［10］。随着猪脱细胞真皮的发展，有学者注意到，可将脱抗原猪腹膜作为微粒皮载体修复创面。与异种皮和异体皮相比，脱抗原猪腹膜呈半透明状，更便于观察创面和微粒皮情况，而部分研究者进行回顾性分析，对比异体皮与脱抗原猪腹膜作微粒皮覆盖物的效果，发现两组治疗效果十分接近，甚至脱抗原猪腹膜作微粒皮载体在感染率和微粒皮成活率等方面更优于异体皮组［11］。

2.2 异体皮1870年5月，POLLOCK首次成功将皮肤移植术用于治疗烧伤患者，利用患者腹部皮肤修复下肢烧伤创面，6周后，移植皮肤生长良好。1881年GIRDNER从尸体上取下皮片移植到烧伤创面，然而异体皮最终坏死脱落［12-14］。自此之后，同种异体皮肤移植一直被用于医学，异体皮最常从新鲜尸体（异体尸体移植）或活体亲属供体中获得。这种移植物会被接受者的免疫系统排斥，因此只能做临时敷料。异体皮主要分为两大类：有活性的异体皮和无活性的异体皮。有活性的异体皮包括新鲜异体皮、冷冻异体皮、0℃以上储存的异体皮，在临床中的新鲜异体皮多为亲属皮移植，未经冷冻和甘油等处理，活性好，但传染病风险高。研究者为了解决有活性的异体皮储存问题，建立皮肤保存中心，探究出异体皮液氮处理和深低温冰箱储存的方法，并于1987年应用异体皮速冻玻璃化法对异体皮进行处理，活性损失可控制在处理前的30%～40%［14］，冷冻异体皮在储存时经多次检疫，降低了传染病感染率，经冷冻处理后，异体皮抗原性随之降低［12］。为了增加已失活异体皮的使用率和长期储存异体皮，研究者们通过甘油、戊二醛、甲醛等溶液处理，虽然保持了大部分皮肤原有结构，降低了异体皮抗原性，但以上溶液致使皮肤活性丢失，创面覆盖时间缩短，并且皮肤屏障功能减弱，易发生感染，导致植皮失败［12-13］。另外，为降低异体皮和同种皮的病毒感染，研究者发明了物理法（如辐照法、热灭活法）和化学法（乙醇灭活法、过氧乙酸/乙醇法、过氧化氢灭活法等），其中应用较多的过氧乙酸/乙醇法在处理异体皮及异种皮时，时间越长异体皮的性能越差［15］。

近年来，由于伦理法规、卫生宣教等方面的影响，导致国内新鲜异体皮匮乏，而进口异体皮和国内冻存皮质量良莠不齐，治疗效果不佳。申传安创新性地利用新鲜亲属头皮胶连成大张异体皮，联合微粒皮移植治疗烧伤患者，取得较好治疗效果［12］。蔡建华等［16］在探究胶连新鲜亲属头皮做微粒皮覆盖物治疗烧伤创面时，发现亲属头部供皮区在术后10 d内愈合，术后4个月无秃发和瘢痕等异常。但胶连异体头皮制备过程尚不精简，健康供皮者存在来源缺乏问题；另外，新鲜异体头皮治疗综合治疗效果和机制还需进一步深入研究。

2.3 自体烧伤痂皮早期切痂植皮是治疗大面积深度烧伤的重要手段，有研究者将烧伤焦痂下组织液培养健康供体的淋巴细胞，结果是淋巴细胞对有丝分裂原和特异性抗原的增殖反应完全减弱，反映了潜在的免疫抑制反应［15-16］。因此，尽早清除焦痂，可从根本上阻断烧伤毒素的吸收，减少感染途径，提高治愈率。21世纪初，马东顺等在总结了个人临床经验后，首次在全国烧伤会议中报道将自体焦痂作微粒皮覆盖物用于修复大面积烧伤创面的方法，即对烧伤患者进行切痂的同时，对切下的痂皮进行冲洗、消毒等制备，再将制备好的微粒皮均匀涂抹至焦痂内面，最后固定于创面上。之后研究者对33例烧伤患者进行回顾性分析，结果发现自体焦痂回植组相比于新鲜猪皮组覆盖时间更长，微粒皮成活率更高，创面愈合时间明显缩短［16-17］。黄静等［17］将自体焦痂和异种（猪）脱细胞真皮作微粒皮覆盖物进行临床对照研究，发现自体焦痂回植组微粒皮成活率和创面愈合率均优于异种（猪）脱细胞真皮。有研究者通过自体焦痂作微粒皮移植覆盖物修复重度烧伤创面与同种异体皮作微粒皮覆盖物进行临床对比治疗，发现自体焦痂回植组烧伤创面愈合时间较同种异体皮组更短［17-18］。另外，MONSUUR等［18］从烧伤焦痂和活性组织之间提取了烧伤创面提取物（BWE），并表明BWE对真皮和脂肪组织内皮细胞、真皮成纤维细胞和脂肪来源间充质细胞（ASC）活性均有影响：BWE可刺激内皮细胞炎性细胞因子（CXCL8、IL-6和CCL2）的分泌和迁移，而对内皮细胞增殖和血管生成无影响，反而抑制了碱性成纤维生长因子诱导的内皮细胞增殖和萌发，相反，刺激成纤维细胞和ASC的增殖和迁移。可见，烧伤焦痂的存在可以防止过度肉芽组织的形成，焦痂因子可为减少增生性瘢痕提供治疗方向。

2.4 人羊膜人羊膜是位于胎盘最内层的半透明薄膜，无血管、神经、肌肉和淋巴管，由五层组成：上皮层、基底膜、紧密层、成纤维细胞层和海绵状层［19］。早在人羊膜未被用于医疗之前，人们将人羊膜作为迷信占卜的依据。出生时胎儿身上出现羊膜，可预测孩子一生幸运，可免除巫术和水灾之祸。20世纪初，约翰·霍普金斯医院的THORNTON首先提出，胎膜、羊膜和绒毛膜可能对创面愈合有益。之后，人羊膜被用于烧伤、慢性溃疡、角膜修复等多个方面。

在20世纪，研究发现人羊膜可减少换药疼痛、创伤，减轻污染和液体流失，且具有无抗原性的重要特点，因此人羊膜在烧伤治疗中推广应用［20］。SUBRAHMANYAM报告了18例深度烧伤患者，他们接受了由新鲜羊膜覆盖微型皮片对烧伤创面的移植手术。在所有病例中，羊膜覆盖的微型皮片均实现了15倍的扩张，到术后第9天，75%的烧伤创面完全愈合［20-21］。另外，研究发现，人羊膜包含200多个涉及愈合和炎症调节的生长因子和趋化因子［21］，且羊膜已被证明是一种可行的干细胞来源，在组织工程和再生医学中有较大发展潜力。

2.5 罗非鱼皮罗非鱼皮治疗烧伤的提出是基于罗非鱼的皮肤形态结构与人类皮肤相似［22］，它的微生物群是非传染性的，并且罗非鱼皮中含有ω-3多不饱和脂肪酸、二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸等生物活性成分，其被证明具有抗菌、抗病毒的特性［23-24］，还可以调节炎症反应。由于其独特的结构和生化特性，有研究甚至证明了罗非鱼皮肤移植物在治疗创面中要优于其他敷料，如人羊膜和绒毛膜以及猪小肠黏膜［24］。有研究表明，罗非鱼皮对小鼠烧伤创面具有良好的附着性，对愈合过程有积极作用［26］。巴西研究者将罗非鱼皮用于临床治疗，在儿童和成人等烧伤患者的治疗中均取得良好效果［27］。研究发现，双层鱼胶原膜在创面愈合效果上接近同种异体皮作覆盖物［28］。

综上所述，微粒皮移植术已在烧伤救治特别是大面积烧伤患者治疗中广泛应用。但微粒皮移植术在应用时存在同种异体皮太稀缺的问题，而其余覆盖物良莠不齐，严重影响微粒皮成活率。随着组织工程和生物材料技术的飞速发展，生物敷料问题成为各种创面治疗的研究热点，胶原及其衍生物、真皮支架、复合人工皮等逐渐应用于临床，相信随着研究的深入，可构建出替代同种异种皮的敷料，使微粒皮移植技术更好地应用于大面积烧伤创面治疗。