伸展作用后皮膚超微結構的變化

周黎安 郭樹忠 李諄 艾玉峰 查元坤 魯開化 高嵐

摘要目的:觀察伸展作用后皮膚超微結構的變化。方法:取4只體重約20kg的豬為實驗動物,分別對伸展作用側及對照側皮膚標本進行掃描和透射電鏡觀察。結果:掃描電鏡觀察伸展皮膚的膠原纖維自身卷曲狀態明顯減輕,多數纖維沿著伸展力的方向排列,纖維未見斷裂表現。透射電鏡見伸展作用后表皮細胞層次增加,間隙增寬,真皮層膠原纖維排列整齊緊密,成纖維細胞功能活躍,膠原纖維結構未受損害。結論:皮膚伸展術是一種有效、安全的方法。

關鍵詞皮膚伸展術 超微結構 掃描電鏡 透射電鏡

周黎安,男,1964年生,1992年第四軍醫大學口腔醫學院碩士研究生畢業,1996年在醫科院整形外科醫院進修,現為解放軍451醫院美容整形外科主治醫生,兼任本刊編輯,皮膚伸展器專利發明人,獲軍隊科技進步三等獎一項,發表論文16篇,參編書籍二本。主持空軍重點科研項目一項。

THE ULTRAMICROSTRUCTURAL CHANGES OF THE STRETCHED SKIN

Zhou LianGuo ShuzhongLi Zun et al

Depart of Plastic surgery, Chinese PLA 451 Hospital, (Xian710054)

AbstractObjective: The study was designed to investigate the ultramicrostructural changes of the s retched skin. Methods: On 4 Pigs, stretched skin was compared with non-stretched control skin from the opposite side of the animal. The specimens were observed with scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy(TEM). Results: The collagen bundles became more aligned and compact. This alignment was along the direction of the loading force applied to the skin. The collagen fiber was normal. The epidermal cell layers were increase. The distant between cells became large. More active fibroblasts with increased rough endoplasmic reticulum、 mitochodrion and intracellular pre collagen filaments were seen in stretched skin dermis. Conclusion: The skin stretching technique was a safe and useful technique in aiding the closure of large defects.

Key wordsSkin stretching techniqueUltramicrostructure Scanning electron microscopy(SEM) Transmission electron microscopy(TEM)

皮膚伸展術始于1976年,Barrer[1]等提出了固位橋裝置,用于直接關閉傷口。以后陸續有人采用不同裝置和方法使關閉的創面不斷增大。近年來,該方法在國內、外受到普遍關注,認為是一種“有把握的關閉”(surecloser)方法[2～4]。為進一步研究皮膚伸展術的作用機理及安全性,本研究對伸展作用后皮膚超微結構的變化進行了觀察,并與未伸展側皮膚進行了比較。

1 材料與方法

1.1實驗動物及伸展作用

選取4只體重20kg左右白色乳豬(第四軍醫大學實驗動物中心提供),雌雄不限,3%戊巴比妥鈉(美國Sigama公司)30mg/kg肌注麻醉后,側胸、腹及背部肥皂水刷洗,術區皮膚常規消毒,在胸背部選擇7cm×3.5cm的面積,長邊為首尾方向(圖1),在11.5kg力的作用下,兩條短邊相對牽拉至靠攏(圖2),并用針固定保持5天后,在靠近短邊的伸展皮膚取材,對照標本取自相應對稱部位的皮膚。

2 標本制備和觀察

2.1掃描電鏡標本距短邊0.5cm的伸展皮膚切取2mm×2mm×3mm的真皮組織,生理鹽水清洗并用3%戊二醛固定24小時后,采用臨界點干燥法干燥,真空蒸鍍金屬膜,S-550型掃描電鏡(日本日立公司)觀察。

2.2透射電鏡標本位于距皮緣0.5cm處,切取1mm×1mm×2mm的伸展皮膚,放入0.1M的磷酸緩沖液配制的1%鋨酸溶液固定24小時,用0.18M蔗糖緩沖液沖洗3次。再用1%鋨酸溶液作后固定2小時。以后行丙酮脫水,環氧樹脂812包埋,鉆石刀切成約500nm厚的切片,5%醋酸酒精鈉和硝酸鉛染色。在JEM-2000EX型透射電子顯微鏡下觀察和照相。

3 結果

3.1掃描電鏡觀察未伸展側皮膚的膠原纖維明顯呈卷曲狀態,并表現為隨機地定向排列,且互相纏繞(圖3A)。伸展側膠原纖維自身卷曲狀態明顯減輕,多數纖維沿著伸展力的方向平行排列,纖維表面光滑,未見纖維部分斷裂或斷裂表現。(圖3B)

3.2電鏡觀察伸展作用后表皮細胞層次增加,基底細胞、棘細胞間隙明顯增寬,細胞間的橋粒及基底細胞與基底膜之間的半橋粒減少,橋粒、半橋粒增寬結構模糊,棘細胞、基底細胞核漿比例增大,胞漿內線粒體和張力微絲增多,基底膜結構正常(圖4A、B)伸展作用后真皮層膠原纖維束排列整齊緊密,膠原微原纖維橫紋周期寬度與對照相比無明顯差別(圖5A、B、C)。成纖維細胞胞漿豐富,胞核及核仁大,胞漿內線粒體,粗面內織網,核糖體增多。線粒體輕度腫脹,粗面內織網擴大明顯,細胞內可見許多前膠原絲(圖6A、B),伸展作用后血管內皮細胞及神經纖維髓鞘結構正常(圖7、8)。

4 討論

有學者研究后認為,進行皮膚伸展的力不應超過3kg,為了證實皮膚伸展術對伸展皮膚超微結構的影響我們選擇了較大的作用力11.5kg。以期觀察到明顯的異常變化。

觀察結果可見,表皮層細胞層次明顯增多,基底細胞棘細胞間隙增寬,細胞間橋粒增寬,結構模糊,棘細胞、基底細胞核漿比例增大,胞漿內線粒體和張力微絲增多,說明伸展刺激導致表皮細胞增生。有學者在研究擴張皮膚的變化時也觀察到擴張時表皮細胞有絲分裂活動增加,表皮細胞層增厚[5～7],與伸展作用的結果相似。這是伸展作用增加皮膚面積的組織基礎。

真皮層掃描電鏡觀察可見,膠原纖維自身卷曲狀態明顯減輕,多數纖維沿著伸展力的方向平行排列,但纖維表面仍光滑,未見纖維部分斷裂或斷裂表現;透射電鏡顯示膠原微原纖維橫紋周期寬度、神經纖維髓鞘、血管內皮細胞與對照側相比無明顯差別。說明伸展作用沒有損害神經血管及膠原纖維的結構。面積的增加并非為膠原纖維的延長,而是膠原纖維、纖維間組織液重新分布排列和部分新生組織共同形成。在真皮層,雖然觀察到成纖維細胞有增生及膠原合成代謝增強表現。但在短時間內無法提供足夠的膠原纖維,以彌補伸展使面積增加而導致的真皮變薄。在擴張術的研究中發現,擴張皮膚的轉厚要在擴張結束后5周才能開始[7]。

Pasyk(1988年)對擴張后皮膚變化的長時間觀察發現,擴張后皮膚立即變薄,治療完成兩年后皮膚厚度才能恢復正常[8]。研究表明伸展皮膚超微結構的變化與擴張術有相同之處,但伸展作用及后期恢復的動態過程有待進一步觀察。

參考文獻

1 Barrer S, Pavlides CA, Matsumoto T. Ldeal laparotomy closure, Comparison of retention sutures with new retention bridging devices. AmSurg,1976;40:582

2周黎安,桂斌,查元坤等.皮膚伸展器的研制及臨床應用.中華整形燒傷外科雜志,1996;12:193

3 Liang MD, Briggs P, Hecker FR, etal. Presuturing a new technique for closing large skin defects; clinical and experimental studies. Plast Reconstr Surg, 1988;81:694～702

4查元坤,周黎安.皮膚伸展術的進展.中華整形燒傷外科雜志,1997;13:449～450

5 Squier CA. The stretching of mouse skin in vivo: effect on epidermal priliferation and thickness. Journal of lnvestigative Dermatology, 1980;74:68～74

6 Austad ED, Thomas SB, Pasyk K. Tissue expansion: dividend or loan? Plast Reconstr Surg, 1986;78:63～72

7 VanderKolk CA, McCam JJ, Mitchell GM. Changes in area and thickness of expan ded and unexpanded axial pattern skin flaps in pigs. Brit J Plast surg,1988;41:284～292

8 Pasyk KA, Argenta LC, Hassett C. Quantitative analysis of the thickness of human skin and subcutaneous tissue following controlled expansion with a silicone implant. Plast Reconstr Surg,1988;81:516

收稿日期1999—05—14

編輯/姜如蓉