人羊膜敷料在傷口治療中的研究進展

江敏君 張 菊 賴旦輝

深圳市龍崗中心醫院燒傷整形科，廣東深圳 518116

羊膜 （amniotic membrane，AM） 是胎膜最內層，富含生長因子，細胞因子和結構蛋白。這些生物學因素賦予AM 獨特的功能，例如抗菌作用，抗炎活性，抗瘢痕形成和抗纖維化， 因此AM 在組織工程和再生醫學等醫學領域應用非常廣泛[1]。 AM 生物敷料是Winter 在20 世紀60 年代初提出的創傷修復 “濕潤愈合”理論基礎上發展起來的，主要從保持愈合環境濕潤、酶學清創功能、低氧或無氧微酸環境、緩解疼痛等方面促進傷口愈合，具有良好的組織相容性、可降解性、保濕性等優勢[2]。 人羊膜（human amniotic membrane，HAM）具有抗微生物、抗腫瘤、抗纖維化和抗血管生成的特點，并且具有可接受的機械性能，它還能夠減輕疼痛和炎癥，抑制瘢痕形成，幾乎沒有免疫原性， 在增強傷口愈合和上皮形成中能產生巨大效果[3]。目前AM/HAM 已被研究用于治療燒傷，糖尿病足潰瘍， 瘺管， 眼部缺損和靜脈小腿潰瘍等傷口。 本文就近年來國內外公開發表關于AM 敷料的相關研究， 對AM 生物輔料及其作用、 應用進行綜述， 以期為臨床醫護人員選擇AM 敷料提供思路及理論依據。

1 AM 生物敷料的介紹

1910 年，Davis 首先將 AM 敷料用于皮膚移植，開創了AM 敷料臨床應用的先河[4]。 AM 上皮和間充質細胞具有多功能干細胞的特征，具有分化為三個胚層的能力；AM 細胞還產生不同的生長因子， 血管調節性細胞因子，抗菌肽和多種抗炎物質，最終加速傷口愈合；此外，AM 基質通過各種類型的細胞外蛋白（例如膠原蛋白，層粘連蛋白等）表現出理想的支架和皮膚替代物的特性，在傷口愈合過程中這些蛋白可作為細胞附著和增殖的錨點[5]。由于AM 缺乏免疫原性，因此可以在同種異體移植或異種移植中使用。 由于AM組織具有促進上皮形成、抗炎特性、抗纖維化特性、抗菌特性和抗血管生成特性等特點，因此成為燒傷和各種傷口愈合的理想材料[6]。

2 HAM 在治療傷口中的作用

2.1 促進上皮細胞生長，加速創面愈合

HAM 富含生長因子和各種膠原蛋白， 以及獨特的抗炎和抗菌特性是促進傷口組織愈合的基礎。Campelo 等[7]將36 只大鼠隨機分為對照組和HAM 治療組，進行外科手術損傷的誘導，并評價傷口區域的宏觀演變和皮膚傷口的組織學特征。 結果顯示，與對照組相比，HAM 治療組傷口面積的消退更大，HAM治療組的炎癥浸潤明顯減少且HAM 治療組在14 d和 21 d 的成纖維細胞增殖顯著增加（P＜0.05）。 關于成熟膠原蛋白纖維的沉積，HAM 治療組中Ⅰ型膠原蛋白對Ⅲ型膠原蛋白的替代增加（P＜0.05）。 利用HAM 治療，可減少傷口愈合時間和炎癥反應，增加成纖維細胞的增殖，并誘導較高濃度的成熟膠原纖維生成，加速創面愈合。

AM 在血管重建中的臨床應用常常受到可加工性差，生物降解迅速和血液相容性不足的限制[8]。水凝膠具有良好的生物相容性，柔韌性和與天然細胞外基質的相似性，因此適用于角質形成細胞和成纖維細胞培養和遞送的載體[9]。 AM 水凝膠和AM 粉治療可顯著且迅速地治愈傷口，主要是由新的上皮形成和組織收縮導致。 組織學分析表明，這些治療促進了具有與健康皮膚相似組成的成熟表皮和真皮的形成。在大型動物模型中使用AM 水凝膠和AM 粉治療可產生積極的皮膚再生結果，進一步證明了AM 對人類傷口治療的潛在轉化價值[10]。 此外，以AM 和膠原蛋白為基礎的混合凝膠在覆蓋薄膜時提供了治療皮膚傷口的替代方法， 這可以克服與現代治療產品相關的局限性，例如成本高，制造時間長，復雜性，儲存性和生物材料的存在[11]。因此，AM 衍生品不僅可以克服AM 應用相關局限性，還可以與其他敷料結合，使利用價值最大化，從而加速上皮細胞生長，促使創面快速愈合。

2.2 減少創面感染

AM 具有抗菌活性，能夠產生天然抗微生物分子（β-防御素）， 而β-防御素是由上皮細胞表達并形成免疫系統不可或缺的主要抗菌肽[12]，可以保護上皮表面免受微生物定植。 AM 還可以產生分泌性白細胞蛋白酶抑制劑和彈性蛋白[13]，白細胞蛋白酶抑制劑和彈性蛋白除了具有抗炎特性外還具有抗微生物作用，還是免疫系統的組成部分，可提供抗感染的保護。此外，乳鐵蛋白和白介素-I 受體拮抗劑對AM 的治療具有抗菌和消炎作用[14]。綜上所述，AM 自帶的抗菌功能可以阻止白細胞浸潤，抑制多種蛋白酶的活性，從而減輕炎癥程度、縮短炎癥持續時間，其在傷口治療中的應用優于其他工業敷料，可以在重度燒傷和大面積創傷中使用。

2.3 排斥反應小，減輕全身反應

由于AM 上皮細胞表面缺乏人類白細胞抗原（hu man leukocyte antigen，HLA）和 DR 抗原（human leukocyte antigen DR，HLA-DR）且結構中無血管、淋巴和神經，使得AM 具有細胞生物相容性。 此外，AM 具有與細胞外基質蛋白組成的正常皮膚非常相似的結構，可以為正常傷口愈合提供各種生長因子，并提供抗菌作用[15]，在避免移植物排斥反應中起到至關重要的作用。 因此，AM 的生物學特點利于其在各種創傷皮膚的治療中得到廣泛應用，對推動生物敷料在創傷治療領域發展具有重要意義。

2.4 減少瘢痕形成

AM 在減少瘢痕形成方面的作用主要是通過下調轉化生長因子-β 及其受體表達來降低纖維化風險，在治療傷口過程中可以促進傷口愈合而不造成瘢痕[16]。 Momeni 等[17]探討了一種新型 AM 基殼聚糖凝膠敷料作為潛在的創傷修復基質的可能性，以含AM提取物的殼聚糖/PVP 凝膠（chitosan/PVP gel containing human amniotic membrane extract，AME-Gel）為基礎制備AM 凝膠，研究其對大鼠燒傷創面愈合和瘢痕預防的作用。 結果表明，AME-Gel 通過肉芽組織的形成、成纖維細胞增殖的增強以及毛細血管形成的改善，能在較短的時間內誘導大鼠燒傷皮膚的表皮和真皮的再生。 因此，AME-Gel 可以被認為是一種簡單易用的生物敷料，可用于治療任何類型的淺表燒傷創面和愈合瘢痕。 但目前關于AME-Gel 的研究多集中在動物模型，缺乏針對患者的大樣本多中心研究，在今后臨床試驗中，還應積極探討AME-Gel 的應用效果。

2.5 減輕疼痛

AM 對手術傷口的附著和神經末梢的覆蓋，是其能夠減輕患者的疼痛的基礎。 Ragazzo 等[18]進行了一項病例對照研究， 研究對象為藥物相關頜骨壞死（medication-related osteonecrosis of the jaw，MRONJ）患者，將49 位MRONJ 患者隨機分為兩組，一組接受切除手術并使用HAM 貼片（A 組），另一組僅接受切除術（B 組）。 研究在干預前、術后 7、30 d 進行疼痛測量并觀察愈合情況。 結果顯示，A 組有2 例患者表現出持續的骨骼暴露；B 組有5 例患者表現出手術傷口愈合不良；與B 組相比，A 組患者術后疼痛明顯較輕，差異有統計學意義（P＜0.05）。 該研究認為 HAM 能刺激軟組織愈合， 減少術后疼痛感， 手術切除和使用HAM 可能是治療MRONJ 的有效方法，但該研究樣本量較少，在頜骨壞死大樣本研究中，還需進一步驗證HAM 的積極作用。

3 AM 敷料的應用

3.1 慢性傷口

新鮮的生物膜具有抗炎、 抗菌和保濕的作用，可用于創傷和燒傷，但是不利用獲取和保存。 脫水人羊膜（dehydrated human amniotic membrane，dHAM）的制備為慢性傷口提供了一種易于使用、可靠的替代方法。dHAM 可降低AM 的治療成本，減少并發癥，通常用于難以治愈的傷口，并保持了AM 的絕大多數的生物學特性[19]。 AM 能夠在無法上皮的慢性傷口中誘導上皮化， 并誘導幾種與細胞遷移和/或增殖有關的信號通路。此外，通過修飾轉化生長因子-β 誘導角質形成細胞的遺傳程序，AM 能夠選擇性拮抗轉化生長因子-β 的抗增殖作用。 AM 對角質形成細胞的綜合作用，促進細胞增殖/遷移和拮抗生長因子-β 的作用完美的組合，可使慢性傷口脫離其非愈合狀態并發展為上皮形成[20]。

Lullove 等[21]在對 20 例接受 dHAM 治療的患者的評價中，發現 dHAM 能夠在大約 9.9 周（69.3 d）內有效閉合所有類型的傷口。 糖尿病足潰瘍平均在11.8周（82.6 d）內閉合，靜脈曲張潰瘍在 9.2 周（64.4 d）內平均閉合。 研究尚未發現應用dHAM 有任何不良事件發生，dHAM 是一種安全有效的治療方法， 在下肢傷口的治療中具有一定的臨床借鑒作用。

陳昱穎等[22]進行了一項meta 分析，研究共納入了9 項研究，涉及595 例糖尿病足潰瘍患者。 Meta 分析結果顯示，與常規治療相比，HAM 治療在愈合率、愈合時間和縮小潰瘍面積方面優于常規治療（P＜0.05），提示HAM 治療糖尿病足潰瘍有較好的療效及安全性。但在納入的研究中，未見報道應用HAM 治療相關的副作用或并發癥，今后隨機對照試驗應考慮現有研究的局限性，為HAM 的應用提供更多證據。

3.2 嚴重燒傷

經處理的dHAM 已被證明含多種生長因子、趨化因子、細胞因子和其他調節蛋白，在組織愈合和再生中發揮重要作用， 可以吸引干細胞到組織損傷區域，增強愈合過程[23]。 在眾多生物因子的作用下，最終實現治療燒傷的目標。

Oba 等[24]開發全干性羊膜（hyperdry human amniotic membrane，HD-AM），并在小鼠身上創建三度燒傷模型，將小鼠分為實驗組和對照組，每組4~6 只小鼠，實驗組傷口用HD-AM 進行覆蓋，而對照組僅使用聚氨酯泡沫敷料覆蓋， 分別在術后第1、4、7 d 進行評估。 評估轉化生長因子β-1，血管內皮生長因子等組織化學因子的表達，并研究生長因子，細胞遷移趨化因子以及血管生成和炎癥標志物的基因表達。結果顯示HD-AM 組在全層皮膚切除部位的肉芽組織顯示出明顯的早期和定性良好生長，HD-AM 能夠促進肉芽組織中的早期炎癥細胞浸潤，成纖維細胞遷移和血管生成。

Puyana 等[25]回顧性分析了AM 皮膚替代品在治療成人和小兒面部燒傷中的安全性，研究共納入77例成年人和13 例小兒面部燒傷患者， 所有患者均接受dHAM 治療，并接受為期12 個月的隨訪，以檢測可能發生的并發癥， 結局指標包括皮膚完全愈合時間、增生性瘢痕發生率、色素沉著發生率及感染發生率。 分析結果顯示，與兒童相比，使用AM 治療成人面部燒傷，其色素沉著發生率明顯較低（P＜0.05），其余指標無差異（P＞0.05）。 所有患者在術后第二周均有完整的上皮化，經過處理的dHAM 被證明可以刺激各種與愈合和修復相關的細胞增殖，研究支持使用AM 治療所有年齡組面部燒傷的安全性。

3.3 骨折愈合

AM 除了對促進皮膚黏膜傷口具有良好的愈合效果外，對骨折部位骨再生也有積極的作用。 在Sar1等[26]的研究中，對28 只大鼠中創建標準的脛骨干骨折，將動物分為兩組：一半的動物僅使用克氏針進行髓內固定治療[HAM（-）組]，而另一半則通過K 線髓內固定和HAM 包裹治療脛骨周圍[HAM（+）組]。術后第3、6 周，HAM（+）組的組織學評分和愈傷組織直徑均較高。 HAM（+）組的這些結果表明，低溫保存的HAM 支持愈傷組織的形成和成熟， 從而加速了骨骼的再生，并且這種作用在愈合過程的初期更加突出。

3.4 口腔手術

從1969 年起HAM 就被用于口腔和頜面外科領域，它具有免疫學上的優勢，并且具有自發吸收、減輕疼痛，抗微生物，機械和側面依賴性的粘合或抗粘合特性。目前用于口腔軟硬組織再生的可吸收膜和不可吸收膜都有一定的局限性，與HAM 相比，不可吸收膜常與通過軟組織的口腔暴露有關，通常需要第二次手術去除膜；可吸收膜具有較低的機械強度，其降解可在術后愈合階段誘導強烈的炎癥反應，HAM 的力學和生物學特性為口腔和牙周外科提供了新的生物膜選擇。 Gulameabasse 等[27]評價了絨毛膜（chorionic membrane，CM）或羊膜/絨毛膜（amnion/chorion membrane，ACM）用于口腔組織再生的應用效果，研究共納入21項研究，涉及375 名患者，包含CM 或ACM 在口腔和牙周手術中的7 個臨床應用：牙齦萎縮治療、骨內和分叉缺損治療、牙槽骨保存、種植體周圍角化牙齦增寬術、上頜竇膜修復、大面積骨缺損重建。雖然部分研究支持使用CM 和ACM 作為牙周和口腔軟組織再生技術的有效替代方法，但仍需要進一步多中心大樣本研究來增加證據水平， 必要時還應考慮CM 和ACM 的社會經濟效益。

3.5 眼部創傷

化學/熱燒傷后的角膜緣間質慢性炎癥導致角膜緣干細胞缺乏， 早期應用非保留羊膜移植（amniotic membrane transplantation，AMT）可能有助于抑制炎癥浸潤， 并可能縮短炎癥的持續時間和程度， 通過對AM 進行加工和改造，逐漸適用于眼科治療。 Ucakhan等[28]對急性化學性燒傷和陳舊性化學性燒傷繼發的角膜緣干細胞缺乏的7 例患者進行了伴或不伴角膜緣自體移植（limbal autograft transplantation，LAT）的AMT 研究發現，AMT 可以促進上皮的愈合， 減少表面炎癥，增加患者的舒適度，并減少急性化學性燒傷患者血管形成的程度和嚴重性， 單獨使用AMT 或與LAT 結合使用AMT 有助于眼表重建。 一項回顧性研究[29]分析了AMT 治療在化學和熱損傷中眼表重建中的效果，研究涉及69 例患者的72 只眼，其中24 例為急性病例，48 例為慢性病例，結局指標為眼部表面重建的成功率，即恢復角膜和結膜上皮，炎癥減少，疤痕組織減少或復發減少。 分析結果顯示，急性病例的總體成功率為87.5%， 慢性病例的總體成功率為72.9%，AMT 有助于眼表重建， 促進上皮快速愈合并部分恢復角膜緣干細胞功能。

4 研究困境

目前AM 已經在醫學領域廣泛用作眼科、腹部和整形外科的生物敷料， 相關研究表明AM 對眼部創傷、慢性傷口、燒傷等有良好的治療效果，但將其納入常規臨床使用仍存在一些困難。首先是AM 需要被處理為不易折疊或撕裂的薄片，在使用過程中需要用縫合線或粘合劑將其固定在傷口上， 需要與傷口吻合，對醫生的操作技術有較高要求。其次是AM 的供體較為缺乏，機械性能較差，生物降解率較高。有了供體之后，還需要對AM 細胞組織進行處理，需要在無菌條件下進行制備，需要經歷分離、清潔、提純、固定和冷凍保存等復雜的環節[30]，其運輸和儲存成本也會相應增加，限制了AM 的臨床應用規模。 最后，AM 雖然缺乏免疫原性， 可以在同種異體移植或異種移植中使用，但是在異體移植中，可能存在人類免疫缺陷病毒，肝炎和皰疹病毒等潛在污染，一定程度限制了AM 的應用。目前AM 的應用領域還有一部分停留在動物模型，研究結果也是基于動物模型得出，缺乏人類研究相關數據，還需要大量臨床研究支撐。 因此，要使得AM 的廣泛且有效應用，還需要臨床工作人員及科研人員積極合作，將臨床問題與科研發現結合，不斷突破AM 的各種限制， 有效將AM 與其他生物敷料結合，推動AM 在更多領域應用。

5 總結

本文主要介紹了AM 的特點，AM 在傷口治療中的不同作用，以及AM 在不同臨床領域中的應用。AM具有眾多優點的同時還存在一些缺點，使其在臨床的廣泛應用受到限制。 隨著科學技術的不斷發展，AM制備工藝將會不斷完善，根據臨床需要，會研制出更多的AM 相關復合材料和衍生材料，以此克服AM 自身缺陷及應用局限，使得AM 在臨床傷口治療領域得到有效運用，實現經濟效益與社會效益的雙贏。