點陣CO2激光輔助的增生性瘢痕的皮膚再生修復

譚 軍

（湖南省人民醫院、湖南師范大學附屬第一醫院整形&激光美容科，湖南 長沙，410002）

1 概述

創傷和燒傷瘢痕是整形外科、燒傷外科、美容外科臨床常見的疾病。瘢痕常給患者造成容貌毀損、關節功能受限和嚴重的心理障礙。近十幾年來，激光等光療技術成為瘢痕治療的非手術熱門技術，并逐步為患者和瘢痕治療醫生所接受。盡管激光和光療技術在痤瘡瘢痕、扁平瘢痕、淺表合并色素異常瘢痕和瘢痕早期的干預治療方面取得優良的臨床療效，但增生性瘢痕的治療仍然面臨極大的挑戰。

增生性瘢痕（hypertrophic scar，HS）的形成多由損傷累及真皮深層引起，如深II度以上的燒傷、切割傷、皮膚嚴重感染等。臨床上防治瘢痕的方法很多,手術切除、皮膚移植、皮瓣轉移、皮膚軟組織擴張、皮質激素注射、壓迫療法、冷凍治療和放射治療等,這些方法對瘢痕的防治均有不同程度的效果。

自從Castro于1983年首次提出激光可能是治療增生性瘢痕（HS）和瘢痕疙瘩（Keloids,K）的有效方法以來，激光技術已經有了很大的進步。我們知道任何技術的進步都源于基礎理論的發展。1917年愛因斯坦描述了激光的基本公式和理論概念，1964年第一臺激光器成功問世。1983年Anderson R.R和Parrish J.A提出了“選擇性光熱分解作用理論”[1]，真正奠定了激光在醫學領域應用的堅實理論基礎，推動了現代激光技術的迅猛發展。20世紀90年代初，CO2激光器已發展并使用了可控制激光的作用時間短于皮膚的熱弛豫時間（2ms）的超脈沖技術，顯著提高了激光磨削除皺術的療效和安全性。但對瘢痕的治療仍受到限制，主要是并發癥嚴重，治療風險極大。1994年Alster首次報道采用閃光燈-泵浦脈沖染料激光治療紅色增生性瘢痕（Red Hypertrophic Scar,RHS）治療有效率達57%-83%，2004年Manstein提出“點陣光熱分解理論”[2]，這一概念的引入使得點陣激光很好地融合了創傷性和非創傷性治療的安全性和有效性，使得激光治療增生性瘢痕成為可能。

在激光基礎理論和激光技術的發展過程中，醫學科研工作者們嘗試使用各種激光儀器治療增生性瘢痕。據文獻報道，可調脈寬Nd:YAG激光、閃光燈-泵浦脈沖染料激光、長脈寬Nd:YAG激光、高功率He-Ne激光、銅蒸氣激光、鉺點陣激光、鉺-玻璃激光、超脈沖點陣CO2激光以及其他光療方法如強脈沖光、射頻、光動力、淺層X射線、超聲波、離子束等。

醫生們嘗試用各種辦法治療增生性瘢痕，現在都2021年了，為什么至今沒有一種治療方法被全球認可？

2 瘢痕是如何被修復的?

目前，有十余種激光、強光和其他光療設備用于瘢痕的治療。它們大多數的作用機制就是采用有限的、可控的熱損傷作用于瘢痕組織。不同波長的激光，它們的靶組織不同，產生的修復效果也不一樣。所以，根據治療目的來選擇合適的激光、光療設備，采用適當的治療模式和設置合理的治療參數，是非常有必要的。

傳統的激光修復瘢痕理論認為：激光的光熱分解作用使瘢痕內膠原重塑導致了瘢痕的改善，稱之為“膠原重塑”理論。這一理論存在一些缺陷。首先，組織創傷愈合需經歷“炎癥-增生-重塑”三個階段，用某一階段代表整個愈合過程顯然是不妥當的；其次，用“膠原重塑”理論也無法解釋激光治療后瘢痕整體的改善，如瘢痕色澤、質地、血管的改善，因為皮膚是復合組織，構成皮膚的細胞類型已知的有25種之多，與瘢痕修復密切相關的組織細胞是成纖維細胞、膠原纖維、炎癥細胞及因子、表皮干細胞、真皮干細胞及間充質干細胞、皮膚附件如皮脂腺、汗腺和毛囊等。如果僅僅聚焦于膠原，而忽視激光誘導的皮膚細胞整體的再生修復顯然是片面的。鑒于這種狀況，譚軍于2014年提出了“皮膚原位再生修復理論”[3]，認為超脈沖點陣CO2激光在瘢痕修復中扮演了造成組織損傷，啟動瘢痕殘存干細胞和再生潛能組織的分化、增殖，原位再生新的皮膚。

皮膚受損后，表皮角質細胞、血管內皮細胞和成纖維細胞，這三類細胞在皮膚創傷愈合過程中扮演了重要的角色，而獲得良好修復的細胞學基礎就是瘢痕內殘存具有再生能力的細胞和組織。皮膚再生修復包括表皮、真皮和皮膚附件、血管、神經、肌肉等的再生修復。

在基礎研究中，我們采用兔耳瘢痕模型和人體瘢痕病理檢查，選擇公認的表皮干細胞特異標記物CK19、P63對兔耳瘢痕進行標記，結果發現在瘢痕內有CK19和P63表達，也可以清晰地看到瘢痕的基底膜和基底細胞，且CK19、P63染色細胞分布在基底層和棘細胞層（圖1,圖2）[4,5]。這個結果提示：瘢痕內存在再生修復的細胞學基礎。點陣CO2激光可引起成纖維細胞的凋亡和I/Ⅲ型膠原比率趨于正常比率[6,7]。我們采用點陣CO2激光Active FX手具（參數：125mj，40Hz，5%，1pass）治療后按時間節點切取瘢痕組織給予病理組織學檢查，從組織切片中可以看到，24h后CK19、P63蛋白開始出現增加，且呈片狀散在分布于表皮基底層，至7天達高峰，至14天開始下降。這個研究表明，點陣激光Active FX治療模式采用光熱損傷的方式刺激了表皮干細胞啟動了修復程序，表皮干細胞自激光治療后第4天開始增殖，至第7天達到峰值，直到第14天開始下降,同時我們觀察到,在第14天，表皮的皮釘及真皮乳頭的重現（圖3）[8]，說明表皮及表皮-真皮聯合(dermal-epidermis junction,DEJ)功能的重建。該研究提示：1、激光治療后表皮干細胞啟動時間與創傷傷口愈合的時間大約一致，但表皮干細胞增殖的持續時間較創傷傷口愈合中表皮細胞增殖的時間長約7天；2、激光治療后二周是再生修復的關鍵時期[4]。

圖1 1a.兔耳瘢痕（HE染色x100）；1b.表皮干細胞特異標記物CK19表達（免疫組化染色x100）；1c.P63表達（免疫組化染色x100）

圖2 2a.人體瘢痕(HE染色x40)；2b.表皮干細胞特異標記物CK19表達（免疫組化染色x200）2c.P63表達（免疫組化染色x200）

圖3 兔耳瘢痕Active FX治療后表皮細胞組織學改變的觀察(免疫組化*200)

其次，激光打孔技術讓傷口愈合方式由平面變成3D模式，這樣有利于增生性瘢痕的治療，因為瘢痕主要是“真皮層”的纖維化改變，因此，激光對瘢痕組織的穿透深度具有非常重要的作用。同時，我們發現：對這種布滿激光孔洞的創面護理需要液態的藥物才能有效地排除孔洞內的壞死物和幫助傷口愈合(圖4）。

在動物實驗中，我們發現點陣CO2激光顯著改善了瘢痕內膠原的排列，促進成纖維細胞的凋亡。同時，我們觀察到點陣激光治療組與對照組(未治療組）比較，兔耳增生性瘢痕中的MMP-1的活性顯著增加，而MMP-1是細胞外基質中降解膠原的關鍵酶類化合物。點陣CO2激光可分解包繞膠原的硫酸軟骨素，這樣有助于膠原酶對沉積膠原的降解[6-9]（圖5-7）。

圖5 點陣CO2激光Deep FX治療兔耳瘢痕真皮的組織學變化(HEx100）

圖6 點陣CO2激光SCAAR FX治療兔耳瘢痕真皮的組織學變化(HEx100）

圖7 對照組(未治療組）兔耳瘢痕真皮的組織學變化（HEx100）

我們知道，瘢痕治療的難點在于瘢痕纖維化組織的逆轉，即如何讓纖維化的真皮轉變為疏松的網狀結構的正常皮膚真皮。結合基礎研究的發現，我們認為：點陣CO2激光可以增加成纖維細胞的凋亡，促進沉積膠原的降解，使得致密的瘢痕“真皮”變得疏松，膠原纖維排列更加有序；這樣就為組織再生修復騰出空間，實現了組織修復的第一步，下一步則是組織再生和恢復皮膚細胞的正常功能。

3 濕潤生理環境和組織的再生修復

點陣CO2激光采用熱損傷的方式治療瘢痕，這樣的話，應該特別注意創面的護理。自從Winter于1962年提出“濕性傷口愈合”的概念，20世紀的“創面愈合”研究的結論就是：“濕潤愈合環境將有利于生長因子的釋放，刺激細胞的增殖，增強細胞因子受體與細胞因子的結合，并且增加傷口表皮細胞的遷移速度”。濕性愈合環境包括創面溫度、濕度、pH值、血供、創面微生物總數等，但在如何實現濕性傷口護理方面存在學術爭論。

在我們的一項實驗研究中，采用點陣激光Deep FX治療的瘢痕，分為激光組和濕潤護理組，激光組創面采用絡合碘消毒創面后涂抹四環素軟膏，濕潤組則使用美寶濕潤燒傷膏護理激光創面，我們觀察到兩種不同的創面護理方法可以影響瘢痕的組織學變化。這一研究證實了采用點陣CO2激光治療，瘢痕內殘存的具有再生能力的組織和細胞在濕潤創面環境中可以原位再生形成更接近正常皮膚組織學結構的“新的皮膚”，在我們以前發表的數篇論文中也揭示了MEBO的很多細節[3-5,10]（圖8-10）。

圖8 點陣激光Deep FX治療后，創面采用絡合碘消毒，并外用四環素抗生素軟膏

圖10 普通／濕潤創面護理對瘢痕激光治療后組織學變化的影響（P63免疫組化x200）,（10a-d）P63免疫組化染色顯示點陣激光Deep FX35mJ治療即刻、術后第4天、術后第7天、術后2周瘢痕皮膚組織的修復過程，10d顯示創傷愈合的結果。（10e-h）P63免疫組化染色顯示點陣激光35mj治療即刻、術后4天、術后7天、術后2周瘢痕皮膚組織的修復過程，10h顯示瘢痕皮膚呈現再生修復的結果，可見真皮與表皮結構清晰可見和真皮乳頭的重建。

其次，在治療增生性瘢痕時，我們通常會采用“點陣CO2激光聯合MEBO濕潤創面護理”[11]，一次治療后就可以觀察到瘢痕淺中層膠原排列的顯著改善和皮膚附件的再生，但是，在瘢痕的深層仍然可以觀察到瘢痕膠原纖維4。我們的實驗研究和臨床研究表明：濕潤的傷口愈合環境將有利于組織的再生與修復[3-5,8,10,19]（圖11）。

圖11 人體增生性瘢痕點陣激光＋濕性治療后組織學改變（HE＊100）

目前，我們尚不清楚激光-組織穿透深度與瘢痕治療效果的關系，因為在臨床上，我們觀察到一些增生非常嚴重的瘢痕患者，采用點陣CO2激光治療同樣獲得了優良的療效（圖12，圖13）。

圖12 面部燒傷后增生性瘢痕

圖13 手背創傷后增生性瘢痕

4 增生性瘢痕治療技術的改進

根據“選擇性光熱分解原理”，激光治療瘢痕時，瘢痕的修復主要包括表皮的色素細胞，真皮的成纖維細胞和膠原纖維以及瘢痕內的血管內皮細胞，這三類細胞和組織是激光治療瘢痕的主要效應細胞。

如圖14所示，我們可以選擇不同的激光治療方案并根據瘢痕的顏色、厚度來調整治療方法。增生性瘢痕的期望值就是瘢痕平復、柔軟，以及色澤接近周圍正常皮膚。增生性瘢痕可以分為三期，即紅斑期、紅色增生期和成熟穩定期。每期的治療策略都是不同的，在這三期中，紅色增生期的治療難度是最大的，因為瘢痕內的血管再生能力很強的緣故。基礎研究和臨床研究發現：聯合脈沖染料激光和點陣CO2激光治療紅色增生性瘢痕的療效優于過去單用一種激光治療的效果。兩種激光在同一次治療時使用，我們稱之為“復合激光技術”[12-14]。

圖14 激光作用于瘢痕皮膚的主要效應細胞和組織

在臨床上，如圖15所示，我們根據瘢痕的顏色和厚度選擇激光類型和設定激光治療參數；我們也可以根據需要選擇輔助治療方法，如類固醇皮質激素注射或者導入[12]。

圖15 紅色瘢痕的分期和光電、藥物干預治療

激光治療瘢痕需要從組織再生的角度去看待，并且，為了獲得最佳的臨床療效、治療的安全性以及患者滿意度，我們需要理解激光創面愈合的原理。從我們的基礎研究和臨床研究發現：點陣CO2激光創面的愈合過程是有別于創傷傷口愈合過程的，如創傷傷口愈合過程包括出血-凝血、炎癥反應、細胞增生(纖維增生）、組織重塑和纖維化愈合等階段，損及真皮層的傷口愈合時間2-3周，為了盡早修補皮膚缺損，臨床醫生往往采取控制炎癥、防止感染和促進創面愈合的治療策略。其組織學變化是皮膚到瘢痕的過程。點陣CO2激光創面愈合過程包括充血水腫（輕）、炎癥反應（輕）、纖維降解和表皮細胞增生、組織再生并形成更健康的皮膚。損及表皮的激光創面的愈合時間3-5天，熱損傷達真皮層的愈合時間為7-12天，為了保證激光治療創面的再生修復，臨床醫生多采取減少殘余熱損傷、減輕水腫、保持創面濕潤和促進瘢痕組織再生修復的治療策略。其組織學變化是瘢痕到更健康的“新”皮膚的過程（圖16）。

圖16 創傷傷口愈合過程與剝脫性點陣激光創面愈合過程的差異

總之，基礎理論發現的最終結局是應用于實踐,就醫學研究來講是應用于創建重大臨床治療新技術,最終造福于患者;光電技術和濕潤皮膚再生療法聯合應用于創面和瘢痕的修復,創建了重大臨床治療新技術,把不可能變成可能,實現了皮膚組織的原位再生修復。大量的臨床經驗證實：點陣CO2激光可以改善增生性瘢痕的質地、厚度和色澤，促進瘢痕的成熟與穩定，并減少手術修復的概率，同時，激光治療也可緩解瘢痕的瘙癢、疼痛等伴隨癥狀，達到美容和功能改善的效果[12-20]。典型案例見圖17-22。

圖17 紅斑期瘢痕：男，10月，燒傷后1個月，IPL治療

圖18 紅斑期瘢痕：男，1歲，燒傷后20天，點陣Deep FX+PDL治療

圖19 紅色增生期瘢痕：女，22歲，燒傷后2個月，點陣激光Deep FX+PDL+DDT治療

圖20 紅色增生期瘢痕：女，7歲，燒傷后2個月，點陣激光Deep FX+PDL+DDT治療

圖21 成熟穩定期瘢痕：女，4歲，燒傷后2年，點陣激光Deep FX+Active FX治療