
异体皮移植至今已经有近150年的历史,是修复大面积深度烧伤创面的关键措施之一。异体皮暂时存活覆盖创面,为最终自体皮修复创面提供宝贵机会。作为我国烧伤外科修复特大面积深度烧伤创面的主要方法——微粒皮移植技术和嵌皮技术都以异体皮移植为基础。近年来,由于异体皮来源困难,国内的许多烧伤中心出现"寸皮难求"的现象,严重影响了临床救治效果。器官获取组织和异体皮库建设将有望成为解决异体皮来源及质量问题的合法途径,而成功研制理想的组织工程皮肤是根本解决措施。
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皮肤移植的历史可追溯到公元前6世纪,据《苏胥如塔·妙闻集》中记载,印度名医苏胥如塔曾从患者自体额部和臀部取皮瓣,修复受劓刑的鼻部创面。1869年,Reverdin成功将自体表皮移植用于医治1例撕裂伤患者创面,并于次年首次尝试使用异体皮移植,因此他被称为"皮肤移植之父"[1]。1881年,Girdner[2]成功从尸体大腿内侧取皮并切成小块,覆盖于1例10岁闪电烧伤患儿左臂创面,4 d后,75%的皮片仍附着于创面上,但最终异体皮还是脱落,当时他未认识到这是移植排斥反应。1944年,Medawar[3]应用家兔皮肤移植实验模型研究移植排斥的不同阶段,观察得出移植排斥的本质是一种免疫反应。后来,Brown等[4]将异体皮作为生物敷料应用于大面积烧伤创面,从而推动了异体皮的临床应用。
创面是大面积深度烧伤救治中一切问题的根源。一旦裸露创面过大,细菌极易定植和侵袭感染,体内水分、电解质、蛋白质等血浆成分渗出丢失,导致水电解质平衡紊乱、热量消耗、机体抵抗力下降,进一步加重感染风险,严重时发生菌血症、脓毒症,甚至脓毒性休克和多脏器功能不全,危及生命。因此,及时有效地应用生物敷料覆盖创面,缩小裸露创面是烧伤救治的关键。自体皮无疑是修复烧伤创面最理想的材料,但当深度烧伤面积超过30%TBSA时,自体供皮就显得不足。常见的创面覆盖物有异体皮、异种皮、动物的羊膜或腹膜、各种人工合成皮等,从国内外烧伤救治的临床经验来看,具有良好活性的异体皮仍然是首选。与其他敷料相比较,有活性的异体皮,如新鲜异体皮或冷冻异体皮柔软度好,能够与创面建立血运,暂时存活,封闭创面,从而减少创面渗出、控制创面感染、诱导创面肉芽组织生长,为最终用自体皮修复创面提供机会。
新鲜异体皮是指从同种异体获取的未经冷冻或甘油等化学试剂处理的新鲜皮肤,其特点是活性好、移植后成活率高,但传染疾病风险高、抗原性强、排斥反应发生早[5]。
1898年,Ljunggren将人体上皮储存在无菌的腹水中,开始探索皮肤储存[6]。1903年,Wentscher将皮肤浸在生理盐水内或用生理盐水浸润的纱布包裹后置于0 ℃冰盒,储存3或14 d后行皮肤移植,均取得成功[7]。1912年,Carrel[8]将皮肤浸于生理盐水、全血、血浆或凡士林中,储存2周后仍可成功进行皮肤移植。1945年,Matthews[9]将皮片用生理盐水纱布包裹后置于3~6 ℃的密闭容器内,3~8周后进行皮片移植,取得良好的植皮成活率。1949年,Hanks和Wallace[10]在生理盐水中加入体积分数10%的兔血清储存兔皮。May和Wainwright[11]于1985年报道应用含有体积分数10%的胎牛血清细胞培养液4 ℃储存猪皮。若要取得满意的移植效果,浸在生理盐水内或用生理盐水浸润的纱布包裹、4 ℃保存的皮肤最好在3 d内使用完,最长不要超过7 d,应用营养液加血清储存的皮肤最好在2周内使用完毕。
1881年,Girdner[2]首先采用异体皮覆盖烧伤创面后,人们开始研究异体皮的保存方法,以期建立皮库,随需随用。1944年Webster[12]最早描述了冷冻保存异体皮(cryopreserved allograft),世界上首家皮肤保存中心是1949年成立的美国海军皮肤保存中心[13]。1968年,Cochrane[14]报道了冷冻异体皮在临床的成功应用。国内多家烧伤中心在20世纪70年代后,陆续掌握了异体皮储存方法。笔者单位自1973年创建皮库以来,分别建立了-20 ℃和-80 ℃低温冰箱皮肤保存法以及液氮储皮方法,并于1987年进行了异体皮速冻玻璃化的实验研究和临床应用。玻璃化方法可避免冰晶形成从而减轻对细胞的损害,异体皮活性较程序性降温法提高约20%,为储存前的60%~70%,移植后的异体皮成活率平均达94%左右,移植后3~5 d与异体皮基底建立良好血运,表面呈红色,按之发白,很少有水疱形成,被认为是生物材料保存的最佳方法[15]。冷冻异体皮经过相关的检验检疫可降低传染病风险及感染风险,而单纯冷冻过程不能降低传染病或感染的风险。一般认为冷冻可降低异体皮的抗原性。
甘油异体皮经过体积分数85%的甘油浸泡后,皮内水分被甘油取代,保存了皮肤结构的完整性,可储存于4 ℃环境中[16]。荷兰贝弗维克红十字医院烧伤中心于1984年最先开始应用甘油异体皮[17],并建成了"欧洲皮库",每年制备大量的甘油异体皮供给欧洲多个国家的医院使用。
甘油保存的皮肤表皮细胞没有活性,镜下可见KC和朗格汉斯细胞萎缩,而真皮中胶原纤维和弹性纤维在保存数年后仍无明显变化。甘油储存的皮片黏附性好,适用于新鲜或无菌创面,能在创面上保持7~14 d,甚至更长时间。甘油可使朗格汉斯细胞失去活力,因此皮片抗原性较低。甘油还有抗菌作用,可以杀灭如肝炎病毒及人类免疫缺陷病毒等病毒。有报道称,移植后4~7 d,新鲜异体皮、冷冻异体皮和甘油异体皮的临床效果相似[18]。也有报道提及,由于使用甘油异体皮时浸泡不充分,存留的甘油导致行大面积移植术后患者出现血尿[19]。
戊二醛异体皮是由Schechter[20]在1975年成功应用于临床并报道的。戊二醛溶液储存的异种皮没有活性,抗原性低,在临床上常作为生物敷料用于烧伤早期切削痂创面或肉芽组织创面的覆盖物。此种皮片弹性差,保存时间越长,质地越硬,且占位性强。
甲醛溶液储存的异体皮与戊二醛溶液储存的异体皮相似,但其柔软度和随形性比戊二醛异体皮更差。
深Ⅱ度烧伤创面磨痂或削痂后,可采用异体皮单纯移植覆盖,能减少创面水分、电解质、蛋白质、热量的丢失,维护患者内环境的稳定,阻挡外来微生物对创面的侵袭,促进创面愈合,减轻瘢痕增生。
1954年,Jackson[21]应用自体皮与异体皮条状相间移植治疗烧伤创面。由于这种方法使自体皮与异体皮之间的间隙大,创面裸露多,易致创面感染及体液丧失,皮片不易固定,异体皮还需交换补充。
1961年,上海第二医学院附属广慈医院(现上海交通大学医学院附属瑞金医院)团队在大面积烧伤肉芽组织创面采用砌砖式混合移植,将自体皮剪成1 cm2的正方形小皮片,移植间距为1 cm,在自体小皮片间嵌入1 cm2同种异体小皮片,将自体皮和异体皮砌砖样间隔排列,皮片间不留空隙,自体皮移植扩展比为1∶1。临床观察到异体皮的排斥模式有重要改变,仅出现反复脱屑,创面不再裸露,扩展的自体皮片融合在一起,移植区完全封闭[22]。
1963年,上海第二医学院附属广慈医院首创大张异体皮开窗嵌入自体皮。起初是应用骨膜环钻在大张同种异体皮上钻圆形洞,在洞中嵌入圆形自体小皮片,但制备圆形小皮片耗材费时,若采用正方形皮片嵌入圆孔中,两者边缘不能紧密接触。为了更符合临床需要,改进为在大张同种异体皮上等距离(1 cm)作一纵向切口,在移植小皮片时将此纵向切口剪成正方形的窗,窗中嵌入自体小皮片,自体小皮片边缘与窗的边缘间不留空隙。这一混合移植方式为大面积Ⅲ度烧伤创面早期切痂创造了条件。在该方法的临床实践中观察到,自体皮面积不小于0.3 cm×0.3 cm,皮片间距不超过1 cm,当自体皮相互融合后,异体皮不断脱屑,创面最后因自体皮扩展而愈合。该方法进一步扩大了自体皮移植的扩展比,我国采用此方法成功地救治了很多大面积烧伤患者,但该方法操作较耗时耗力,创面愈合后局部瘢痕较严重[22]。
自体皮片剪得越小,单位面积的相对周长越长,向外扩增的面积越大,创面封闭就越快。微粒皮移植术最初源于Billingham和Medawar[23]的动物实验,之后经过多番改进。1986年Zhang等[24]报道了自体微粒皮播散移植加大张异体皮覆盖法,大大提高了大面积深度烧伤的治愈率。此方法最大的特点就是最大限度地节省自体皮源,自体皮面积与修复创面面积的比例可达1∶10。与自体小皮片嵌植相比,省时省力,且更大程度上节省了自体皮用量,创面受到暂时存活的异体皮覆盖保护,自体微粒皮逐步向外扩展融合生长,直至创面愈合。
为进一步节省自体皮源,研究者采用自体微粒皮与异体微粒皮混合移植,可以明显促进创面愈合,减轻瘢痕增生,愈合后皮肤外观、弹性及功能良好,尤其是当自体微粒皮与异体微粒皮混合比例为1∶1,且扩张比例为1∶10时,创面愈合效果最佳[25]。孙永华等[26]采用自体表皮和异体真皮混合皮浆移植,取得了较好疗效。杨燕妮等[25]观察不同厚度异体皮制备的微粒皮混合自体微粒皮移植于大鼠背部全层皮肤缺损后对创面愈合的影响,结果显示混合移植等面积异体微粒皮时增加其真皮厚度,能够减轻创面的收缩程度。
然而,正是因为皮片很小,散播于创面的过程中,皮片的方向性很难保证完全一致,自体皮间距很难均匀,若是没有掌控好自体皮片的方向性或自体皮片之间的间距,可导致部分创面不能被覆盖,增加创面裸露、感染、移植失败的可能性,甚至创面愈合后形成表皮囊肿。
在如何延长异体皮在创面的存活时间方面,一些学者也做了有益的探索。1975年,Burke等[27]在早期切除患者Ⅲ度烧伤创面的坏死组织后,移植自体皮覆盖一小部分创面,移植异体皮覆盖大部分创面,术后应用免疫抑制剂如Ig或硫唑嘌呤等,试图延长异体皮存活时间,等供皮区愈合后再次取皮,并主动去除相应面积的异体皮,移植自体皮。如此反复进行,直到异体皮被自体皮完全取代为止。在应用免疫抑制剂后,异体皮在小儿烧伤创面存活时间可延长至60~90 d,但在成人烧伤创面,异体皮存活时间反而缩短了。
紫外线照射、低温储存或药液(如复方醋酸地塞米松溶液、中药桂枝汤、雷公藤提取物溶液)浸泡等措施可降低异体皮抗原性,延长其在创面存留时间。另有报道,通过细胞调控也能抑制免疫,延长异体皮在创面存活时间[28,29]。
在促进创面愈合的同时,重建真皮结构,可以有效减轻瘢痕形成,提高创面修复质量。植皮区的瘢痕和挛缩与移植的自体皮厚度呈负相关,也就是自体皮愈薄,瘢痕愈严重,挛缩愈明显。为了避免植皮区瘢痕挛缩,必须用较厚的自体皮覆盖创面,但这又使供皮区因取皮较厚而形成瘢痕。
1985年,Heck等[30]将冷冻保存的异体皮移植于切痂创面,术后第3天揭去异体皮的表皮,在异体真皮上再移植用真空杯吸引获得的自体表皮,使创面达到上皮化愈合,从而形成复合皮覆盖烧伤创面,且无排斥现象出现。Cuono等[31]进一步将培养的自体表皮细胞膜片移植于已建立血液循环揭去表皮的异体真皮上,创面获得永久性愈合。这样由于早期异体真皮覆盖,为自体表皮培养赢得了时间,又避免了因自体培养表皮单独覆盖切痂创面成活率低的不足,收到了较好的临床效果。1995年,Wainwright[32]报告了用异体ADM+自体刃厚皮片拉网覆盖全层切痂创面,愈合后瘢痕较轻,效果与应用中厚自体皮移植相仿,同时减轻了供皮区瘢痕。随后,异体ADM+自体刃厚皮复合移植法被广泛应用于关节等重要部位瘢痕切除后创面的修复。
2015年1月1日起,我国全面停止使用死囚器官作为移植供体来源,公民逝世后自愿器官捐献成为器官移植使用的唯一渠道。据国家卫生健康委员会统计,我国每年约有30万例患者急需器官移植,但每年器官移植手术仅为1万余例,器官捐献不足是主要原因。现阶段我国的公民身后器官捐献率仅约每100万人口0.6人,是世界上器官捐献率最低的国家之一。显然,不仅仅是肝脏、肾脏等器官供给严重不足,异体皮的供给也远不能满足临床需求,有些烧伤中心出现"寸皮难求"的情况,以异体皮移植为基础的微粒皮移植和嵌皮等关键烧伤创面修复技术难以开展,严重影响危重烧伤患者的救治质量。
目前在国内除了传统思想导致人们对器官捐献热度不高以外,人们对于器官捐献是否能做到公平公正公开的忧虑,也成了中国器官捐献事业发展举步维艰的一个很重要的原因。因此,建立相应的组织来规范行业行为是促进器官捐献的必要举措。在美国,一共有58个OPO,所有尸体器官捐献工作均由OPO完成。一旦有患者发生心/脑死亡等符合器官捐献的情况,医院会向当地OPO报告,OPO派出捐赠协调员抵达医院,评估患者的身体状况,判断器官是否适宜捐献,在获得捐献授权后,就会按照程序采集相关器官。其中皮肤组织会被转给社区器官组织服务和肌骨骼生物组织基金会等有资质的皮肤材料研发和生产机构,用于加工制备临床需要的异体皮相关产品,比如冷冻异体皮、异体ADM等,医院有需要时向他们购买。我国的OPO与其他先进国家相比,还处于雏形阶段,但是相信随着它的逐步建设和完善,其将会成为异体皮等移植器官来源贫乏的主要解决办法。
在欧美发达国家,由于危重烧伤发病率低,异体皮捐献量远超过临床需求。因此,引进国外的冷冻异体皮,可能是在一段时间内解决我国目前异体皮源紧张的一个有效措施。据了解,国内已经有公司在尝试进口美国的异体皮。
在尸体皮来源极度贫乏的情况下,适当应用健康供体捐献的新鲜异体皮,对保障特大面积深度烧伤的救治质量有非常积极的作用。笔者应用患者家属捐献的头皮救治小儿大面积深度烧伤,取得了较佳疗效。小儿烧伤创面由于绝对面积小,每位成人的头皮可以覆盖约7%TBSA的小儿烧伤创面,需要的异体皮量小。且因救子心切,大部分患儿亲属捐献皮肤的意愿都很强烈,新鲜异体皮容易获取。与捐献肾脏不同,头皮可以再生,犹如献血,对供体健康几乎没有影响,却对挽救患儿生命非常关键,因此完全符合伦理。在应用新鲜异体头皮进行小块状移植的同时,笔者还发明了把条状新鲜异体头皮胶连成大张皮片作为自体微粒皮覆盖物的方法,取得了较佳临床疗效[33]。
近年来,组织工程研究取得长足进展,人工皮肤看似"呼之欲出",但始终未出。时至今日,大面积深度烧伤创面的首选覆盖物仍然是具有良好活性的异体皮。但是,目前由于尸体皮捐献太少,"寸皮难求"严重影响国内很多烧伤中心大面积深度烧伤患者的救治质量。在尸体皮来源困难的情况下,亲属或健康志愿者捐献的新鲜异体皮可作为危重烧伤救治的权宜之计。相信随着进口异体皮用于国内临床和国内OPO建设的不断完善,异体皮供给问题将得到彻底缓解。
作者声明不存在利益冲突





















