皮膚牽張術的應用現狀與研究進展

韓玉卓，李 陽，劉 冬，郭慶山，陳永華，張連陽

快速修復皮膚缺損創面是臨床長期追求的目標，目前常用的皮膚缺損修復方法包括游離植皮、帶蒂或游離皮瓣轉移等。然而，這些方法或者需要顯微外科技術，或者會導致術后供區及受區形成瘢痕、色素沉著、受區感覺消失、無毛發等并發癥。雖然近年來組織工程皮膚的研究有了長足進展，為臨床皮膚移植提供了新的手段，但仍存在費用高、保質期短等問題。自1976年Barrer等首次報道采用自行發明的皮膚牽張裝置用以修復較小面積皮膚軟組織缺損后，經過40多年的發展演變，目前已經報道的皮膚牽張裝置已有十多種類型。筆者就皮膚牽張術概念、發展演變、生物學基礎以及各種皮膚牽張裝置作一綜述供同道參考。

1 皮膚牽張術的概念及發展簡史

廣義的皮膚牽張術包括皮膚擴張術(skin expansion)與皮膚牽張/伸展術(skin stretching)兩大類型。皮膚擴張術在整形外科中應用較多，“expansion”翻譯成“擴張”，是采用水囊埋入皮下對皮膚施以緩慢持續的球面負載循環使得皮膚得以擴張而獲得多余的皮量。狹義的皮膚牽張術即指本文所綜述的皮膚牽張/伸展術，因為“stretching”目前國內文獻翻譯成“伸展”或“牽張”，但均指采用皮膚牽張裝置對皮膚施以線性負載循環，利用皮膚的機械蠕變性而達到快速關閉創面的方法[1]。本文主要介紹狹義的皮膚牽張術機器相關牽張器械，皮膚擴張術不在本文討論范疇。

皮膚牽張術的起源最早可追溯到1976年，Barrer等[2]發明了一種“固位橋裝置”，他們將這種裝置騎跨在皮膚缺損的兩側邊緣，當擰緊其手柄上螺絲，缺損區的兩側皮膚組織就會逐漸向中央靠攏直至傷口關閉。隨著皮膚牽張裝置的設計經過研究者們不斷地改進和發展，先后出現了以克氏針牽拉、粘貼式附著等原理的皮膚牽張設備，至今已發展出十多種應用于臨床[3]。表1列舉了目前已經報道的主流皮膚牽張裝置機器工作原理。從這些裝置的設計思路來看，其主要分為皮膚附著系統、牽拉動力系統和張力維持系統三個部分。通過鉤針、克氏針等與皮膚附著然后動力系統牽拉并維持一定時間的線性張力使得創面得以牽張閉合。近期皮膚牽張系統的改進主要集中在動力維持系統和附著系統上，掛鉤、鉸鏈和限力指示等設計是近年來研究的熱點。

2 皮膚牽張術的生物學基礎

皮膚本身的粘彈性是皮膚牽張術的組織學基礎。皮膚的伸展性可分為固有彈性、機械伸展性、生物伸展性和化學伸展性[10-11]。膠原纖維、彈性纖維、基質是真皮重要的結構組件[12-13]，膠原纖維和彈性纖維組成的復雜網絡賦予了皮膚的機械伸展性。膠原纖維占皮膚無脂干重的50%以上[14]，而彈性纖維與膠原纖維不同，彈性纖維占皮膚無脂干重<5%，具有長程彈性伸展性[15]。沒有任何應力負荷時，膠原纖維隨意排列。當皮膚在外力的作用下被牽拉，真皮中的膠原纖維和彈性纖維被拉長呈平行排列。膠原纖維具有高度拉伸強度和剛性，但缺乏擴展性、回縮能力不強，使其成為皮膚支撐的主要來源[15-16]。與膠原纖維不同，即使在最大應變之后，彈性纖維也能恢復原來形狀。此外彈性纖維與膠原纖維密切相關，當膠原纖維處于靜止狀態時，彈性纖維也容易恢復到波浪形狀態。因此彈性纖維提供了皮膚變形后回縮的能力；然而如果給予足夠拉伸載荷，彈性纖維會斷裂，導致回縮損失。當外力超出其固有承受能力時，彈性纖維出現細微斷裂，膠原纖維的卷曲能力下降，則產生皮膚的機械蠕變效應[17]；皮膚被牽拉到一定程度所需的力隨時間延長而逐漸下降的現象稱為皮膚的應力松弛性，皮膚的應力松弛性和機械伸展性是皮膚牽張的基礎[18]。目前臨床應用牽張器械分為兩類，即靜態牽張器械與循環牽張器械。靜態牽張即施加牽張力量后維持牽張不變直到皮膚出現機械蠕變，而循環牽張為牽張應力循環施于皮膚而使之發生機械蠕變。 Lew和Fuseler[19]前期實驗證實循環牽拉較靜態牽拉更利于組織生長。Iizarov在前期實驗中證實，以組織牽張形式循環作用可以增強細胞增殖和代謝[20]。后期有學者研究發現，循環牽拉在細胞分化中起到一定作用，如排列、增殖、凋亡和分化[21]。

表1 部分皮膚牽張裝置

3 皮膚牽張術應用的適應證

3.1應用的疾病和創傷

臨床上應用牽張器治療的疾病和創傷包括：壓瘡[22-23]、燒傷[24]、瘢痕修復[25]、大的皮瓣供區關閉[1,26]、乳腺癌胸壁重建[27]、長期不愈合的潰瘍創面[28]、徹底清創后不能閉合皮膚創口，這時可以在術中應用皮膚牽張器進行皮膚牽張閉合。同時可作為創面不具備皮瓣轉移條件時的備選方式[29]。創傷所致的皮膚撕脫傷因撕脫皮瓣血供差，曾被認為是皮膚牽張術的禁忌證，然而近期也有研究表明，只要皮膚及皮下組織挫傷不嚴重，皮緣血供良好，也可行皮膚牽張術[30]。

3.2皮膚缺損的部位及應用創面大小

根據目前臨床使用經驗，皮膚牽張術應用的部位除頜面部外幾乎覆蓋身全身，由于身體各解剖部位皮膚粘彈性存在差異，如肩背部及臀部皮膚較為松弛，根據Lei等[31]報道其使用皮膚牽張術對臀部創面進行閉合，牽引方向最大寬度達35cm，而遠段肢體皮膚粘彈性及可牽張幅度相對較小，根據陳家磊等[32]報道小腿閉合創面牽引方向寬度5～7cm。表2總結了2000年以來采用皮膚牽張術進行創面關閉的臨床報道案例。

表2 已經報道的皮膚牽張術閉合不同部位創面大小

4 皮膚牽張術應用的禁忌證

4.1全身情況

嚴重營養不良者；創面周圍皮膚血運障礙者；已知術前全身感染的患者，血糖控制不佳的患者，或伴有其他已知可干擾創面愈合的情況如心肺部嚴重疾患、休克、昏迷及多器官功能障礙(MOF)；有精神障礙者；皮膚彈性差、組織再生能力差的老年患者；幼兒患者皮膚較薄，且抗拉力弱，治療不配合、不宜使用、不能配合術后管理者等。

4.2局部情況

創面活動性出血，未徹底止血。急性期創面、組織水腫明顯、組織較脆者；感染性皮膚病者；皮膚缺損部位周圍無足夠正常皮膚者[38-39]。皮膚剝脫且皮緣血供較差[40]；皮膚缺損面積較大伴有粉碎性骨折，在較短時間內不能閉合創面者；此外，感染創面在感染控制以前，皮膚牽張是限制使用的[41-42]。

5 總結和展望

皮膚牽張術充分利用皮膚的彈性特點，通過機械應力將創面兩側的正常軟皮膚組織向中央靠攏，通過皮膚延展性、機械伸展性將張力傳導至周圍的軟組織來關閉創面。相較于常規的取皮植皮或轉移皮瓣方式帶來的增加正常皮膚損傷及瘢痕風險，皮膚牽張閉合器利用良好的皮膚伸展特性，為創面提供了天然的組織來源，無需損傷正常的皮膚軟組織，而且均勻牽拉也有助于避免縫合線切割損傷皮膚，反復牽拉還能獲取更多的正常皮膚，利于實現即時閉合。

短時間內關閉創面且不增加損傷是皮膚牽張的最大優勢，然而其仍然存在一些不足。(1)皮膚牽張速度主要受擴延區域皮下血運的制約，牽張皮膚會引起局部組織低氧及創傷，使擴血管物質大量釋放。皮膚的擴延速度過快會引起皮膚的缺血壞死，延伸范圍過大會造成擴延皮膚的浪費，所以擴延的速度和延伸范圍尤為重要。皮膚牽張器目前仍無一個量化指標來精確判斷不同部位皮膚機械牽張力的初始大小、牽張速度、張力增加幅度等。因身體各部位的皮膚彈性不完全一致，相應部位皮膚缺損時具體的還需進一步測量。為了能及時觀察到皮膚受牽張時血液循環的改變，能夠實時監測皮膚溫度，以便及時調整張力。在皮膚擴張還未能完全覆蓋裸露的重要組織之前，如何對這些組織進行保護，防止壞死及功能喪失；特殊部位皮膚韌性強，若出現皮膚缺損能否應用皮膚彈性牽張法給予治療等，這些都是需要進一步解決的問題。現因受皮膚彈性擴張速度、特殊部位的皮膚缺損等因素影響，皮膚彈性牽張法尚不能完全代替植皮及皮瓣修復手術。(2)對于急性感染期創面，由于創緣組織脆性較大,皮膚牽張器的應用將達不到延展皮膚的效果，反而加重了皮膚軟組織的損傷，因此對于組織脆性較大的傷口，需要進行徹底清創和一定時間的換藥或者負壓引流，為創緣創造良好的應用皮膚牽張器的條件。(3)對于手部、足踝等角質層較厚、皮膚伸展性差的部位，使用皮膚牽張術較為困難，對于這些特殊部位的缺損皮膚牽張術仍顯得捉襟見肘[43]。(4)目前臨床應用的皮膚牽張器不具備微調功能和彈性牽拉功能，無法做到精確牽張[7]。最后，由于人體各個部位存在解剖弧度，創面拉攏后創緣兩端并非都在一個平面，而很多拉桿皮膚牽張器需要線性平面牽引，解剖弧度的存在使得牽拉力量無法均勻傳導，可能造成皮緣附著處受到切割損傷，影響創面愈合。

綜上所述，皮膚牽張術是一種快速關閉創面的優秀方法，但仍面臨諸多挑戰。未來需要進一步加強皮膚生物學及生物力學的基礎研究，改進皮膚牽張器械的設計，同時注重個性化手術方案的制訂以達到更好的臨床應用效果。