高壓氧在組織和皮瓣移植中的應用進展

劉笑，吳楠楠，劉青樂

(海軍軍醫大學附屬長海醫院,上海 200433)

在分類上，組織移植和皮瓣移植截然不同，組織移植依賴于傷口床的血運重建；皮瓣由皮膚及附著的皮下脂肪組織形成，有固有的血液供應。組織或皮瓣移植常出現血運障礙、皮瓣撕脫、感染等并發癥，這些并發癥增加了治療成本及住院時間。有證據表明，高壓氧能夠增加復合移植組織生存的可能性和有效性，改善皮膚移植的結局，提高皮瓣存活率。高壓氧輔助治療獲益的機制有多種，包括超氧化、成纖維細胞增生、膠原沉積和血管生成。動物試驗已經證明了其中的一些機制，包括高壓氧治療后血管的數量、大小和生長距離增加等。同樣，臨床研究也發現，高壓氧輔助治療多種組織和皮瓣移植的良好效果。

1 高壓氧在組織及皮瓣移植中的作用機制

缺氧是皮瓣移植失敗的潛在因素。研究表明在移植失敗的皮瓣中，用Licox導管PO2探針儀連續測定體液和組織氧分壓，在30 min內，體液和組織氧分壓減少10 mmHg或低于10 mmHg。高壓氧輔助治療可以提升皮瓣組織內氧分壓、氧溶解量，使得氧擴散梯度增加，吸氧的彌散半徑由常壓水平時的30 m升至100 m，有利于血漿中的氧輸送到受損組織，顯著改善移植皮瓣尤其是皮瓣邊緣區因血供不足出現的持續性乏氧狀態[1]。

高壓氧提高皮瓣組織血氧含量，有助于改善毛細血管通透性和減輕組織水腫、組織微循環壓迫，并加速血管內皮細胞、上皮細胞高度分裂增殖及毛細血管增生，促進側支循環形成，進而減輕靜脈回流障礙[2]。

盡管缺血后血流恢復，缺血再灌注(IR)導致的組織和微血管損傷，同樣影響游離皮瓣的存活。其特征是活性氧損傷、微血管收縮和中性粒細胞黏附、浸潤。高壓氧治療IR損傷，可引起抗氧化系統上調，以及減少氧自由基引起的脂質過氧化。采用帶蒂的大鼠骨骼肌皮瓣移植模型證明，高壓氧通過NO抑制中性粒細胞CD18表面分子黏附于內皮細胞，減輕IR損傷[3]。因此，高壓氧通過調節炎性介質表達、脂質過氧化反應、細胞能量供應以及組織微循環等一系列作用，減少皮瓣IR損傷，避免皮瓣組織失活情況的發生。

組織的愈合需要成纖維細胞和膠原合成功能來維持，高壓氧對組織氧分壓的改善作用刺激成纖維細胞合成、膠原基質生成，對促進創面毛細血管、肉芽組織再生及加速創面愈合均有重要意義[4～6]。研究已證明，高壓氧可通過上調血管內皮生長因子(VEGF)的轉錄和翻譯促進創面新生血管的生長。VEGF通過誘導內皮細胞亞型一氧化氮合酶的表達而增強NO的合成，NO對血管的效應是高壓氧改善移植組織及皮瓣的另一機制[7]。高壓氧能使血管收縮，拮抗缺血后反射性血管舒張，降低了組織液壓，并通過對組織液的重吸收，減輕水腫和改善整體血流分配。

綜上，高壓氧能通過增加氧張力，提高成纖維細胞活性和膠原合成，促進血管生成；改善循環動力學、減輕水腫、減輕IR損傷等機制促進組織及皮瓣移植存活率。對于缺血缺氧組織，組織氧的增加是高壓氧的短期效應，增加VEGF和隨后相關的細胞間的相互作用是一個長期的有利影響。高壓氧還抑制創傷局部厭氧菌及需氧菌的生長，增加白細胞吞噬性及趨化能力，與抗生素聯合可有效抑制創面感染；高壓氧使得血液黏稠度顯著下降，可減少皮瓣內微血栓形成及皮瓣感染壞死的發生。

2 高壓氧在組織移植及皮瓣移植中應用的動物試驗

Zamboni等[8]用大鼠軸型皮瓣移植試驗，發現高壓氧通過提高遠端微血管灌注，提高了缺血期間皮瓣存活率。梁芳等[9]通過建立腹部帶蒂移植皮瓣動物模型，探討高壓氧輔助治療對大鼠IR損傷炎癥反應的影響，證明高壓氧預處理可使皮瓣移植術后大鼠中性粒細胞彈性蛋白酶、高遷移率蛋白B1水平降低，減輕移植術后IR損傷造成的炎癥反應，提高皮瓣成活率。李雅娟等通過構建腹部帶蒂移植皮瓣動物模型，得出高壓氧預處理可通過降低皮瓣移植術后大鼠IL-23水平減輕IR損傷的炎癥反應。

皮瓣形成后的早期主要依靠蒂部血液循環供應來維持其活力。因此，為確保復合移植組織的成功，皮瓣的最大尺寸一般限制在1.5 cm以內，如果超過一定的尺寸，皮瓣遠端可能會出現血運障礙或壞死。然而，對于外傷性撕脫傷、狗咬傷等導致的大面積軟組織損傷，需要大尺寸的皮瓣來修復，但是因其代謝的需求限制了皮瓣的生存。如前所述，高壓氧輔助治療能提高血漿中溶解氧量，來滿足較大皮瓣的代謝需要。為了探討高壓氧對不同尺寸皮瓣的影響，Li等[10]構建了直徑為0.5、1和2 cm的兔耳廓復合移植物模型，3周時高壓氧輔助治療的2 cm皮瓣生存率比對照組增加了35%，對于較小的皮瓣，高壓氧并未獲益，高壓氧可能會提高較大皮瓣生存的可能性。皮瓣移植的成功也受其長寬比例的影響，任意皮瓣長與寬的比例一般不宜超過2∶1，面頸部由于血液循環良好，長寬比例可增至2.5～3∶1，但是這些皮瓣也最容易因缺血導致移植失敗。Nemiroff等[11]對高壓氧在大鼠皮瓣移植中的作用進行了研究，結果顯示接受高壓氧輔助治療4 h的皮瓣，生存率增加了22%。Jurell等[12]利用大鼠皮膚皮瓣模型,結果證明術后立即行高壓氧治療，皮瓣成活的面積是對照組的2倍，如果延遲24 h給予高壓氧，則不會增加皮瓣成活面積，這個發現強調高壓氧輔助治療的時間依賴性，若發現皮瓣移植失敗應盡快啟動高壓氧輔治療。其他研究證明了高壓氧在患有血管功能不全的帶蒂皮瓣中的關鍵作用。顯微吻合術后靜脈血栓引起的靜脈淤血是游離組織移植術后最常見的早期并發癥，也可能發生在有機械性阻礙的帶蒂皮瓣中。Lozano等[13]證明高壓氧結合水蛭吸血療法使得靜脈淤血的皮瓣生存率達到67%。Ulkür等[14]將40只雄性Wistar大鼠分為四組，分別為不同類型的血管狀態。另外40只雄性Wistar大鼠，也被分成4組，以同樣的方式重建，但應用高壓氧輔助治療。用激光多普勒流量計對其結果進行評估，并對皮瓣存活組織的長度進行估計。在使用Kruskal-Wallis測試的評價中，四個未應用高壓氧治療組的生存組織長度和平均血流速度差異有統計學意義。采用Mann-Whitney檢驗，不同類型的高壓氧治療組和未治療組間皮瓣組織存活長度的差異有統計學意義。這一發現表明，高壓氧治療增加了各種血管功能不全的軸向皮瓣的生存長度和平均血流速度。然而，這種效應在動脈功能不全的情況下是最大的。

3 高壓氧在組織移植及皮瓣移植中應用的臨床研究

鑒于高壓氧的輔助治療在動物試驗研究中取得的成功，在用于治療受損的組織及皮瓣存活方面，科學家們也進行了多項臨床研究。Perrins等[15]對斷層皮片移植的患者進行了一項前瞻性的對照研究，術后這些患者或用傳統方法治療或置于2ATA 100%氧(每天兩次共2 h、治療3 d)，結果高壓氧治療組24例患者效果顯著，移植組織有92%的面積存活，而對照組僅63%；高壓氧治療組64%患者痊愈，而對照組僅17%。但是，這項研究沒有說明進行皮瓣移植患者的病因(選入對照組的病例移植成功率可能較低)；此外，沒有控制皮瓣移植組織的厚度(作者特別注意到厚皮瓣移植成功率高)。

對文獻的回顧表明，關于使用高壓氧輔助治療受損皮膚移植的證據較少。這可能是由于我們提高了對于創面床準備以及對影響傷口床潛在因素的認識，包括軟組織損傷、細菌污染、四肢傷口周圍血管疾病、長期使用類固醇等。此外，用于切割皮瓣器械精確度的改進。總的來說，臨床醫生現在能非常敏銳地診斷出傷口床是否適合進行組織及皮瓣的移植，也并不是任何常規的皮瓣手術都需要使用高壓氧。高壓氧在某些特定傷口(例如，輻射損傷或糖尿病患者軟組織傷)的組織及皮瓣移植是有益的

回顧性臨床研究再次證實了高壓氧在治療皮瓣移植方面的重要性。Roje等[16]進行了一項回顧性隊列研究，對388例戰傷重建患者進行高壓氧輔助治療后的療效評價，對照組的皮瓣移植失敗率高于高壓氧治療組(分別52%和23%)，對照組的皮瓣壞死率也高于高壓氧治療組(分別為51%和15%)。李香卿等[17]對29例足跟部游離皮瓣移植后在常規治療的基礎上采用高壓氧輔助治療，收到較為滿意的效果。高壓氧組存活率為96.6%，高于對照組的75.0%。最近，Larson等[18]進行了一項回顧性研究，對15例皮瓣重建術失敗后患者給予高壓氧治療，11例皮瓣修復成功，7例好轉，4例完全治愈。作者指出，患者的依從性和高壓氧預處理與預后相關。另一項最近的回顧性研究顯示，在成功挽救75.7%失敗皮瓣或皮膚移植中高壓氧治療占30%。Qing等[19]回顧性報道了4例耳廓復合組織移植鼻尖成形術后，立即啟動高壓氧治療，所有患者成功治愈。Copeland-Halperin等[20]提供了2016年的1例病例報告，患者行保留乳頭的乳房切除術及術后放療，同時給予雙邊硅酮彈性組織擴張器和使用SERI手術支架植入重建后雙側皮瓣缺血，立即行高壓氧輔助治療后挽救了重建組織。Zhou等[21]的一篇系統綜述，總結了高壓氧對組織及皮瓣移植的輔助治療作用，其中包括23個臨床試驗(16個對照試驗和12個隨機對照試驗)，納入957例高壓氧治療的皮瓣移植患者和583例對照組患者。研究結果顯示，高壓氧輔助治療的患者中存活率為62.5%～100%，對照組為35.0%～86.5%，特別是在術后72 h內開始給予高壓氧，效果更加顯著。

4 展望

動物研究表明，高壓氧治療有益于組織及皮瓣移植。臨床研究支持這一觀點，但僅限于病例報告和回顧性研究。因此，需要進一步的隨機對照研究、多中心前瞻性臨床研究及成本分析，比較高壓氧在組織移植及皮瓣移植中的輔助治療作用。目前，重要的是利用臨床癥狀快速診斷皮瓣及移植物是否存活，糾正任何可逆的機械原因，如果沒有機械性病因，移植物仍不能存活，迅速給予高壓氧或許能夠挽救移植組織及皮瓣。

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