预构皮瓣基础研究进展

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1 　预构皮瓣的方法和机理
皮瓣的特点是自身具有完整的血供系统,而预构皮瓣是通过血管载体使无血运或血运不丰富的组织(或材料) 获得充分的血供。根据血管载体的不同,一般将预构方法分为两类:一类是以轴型血管作为载体。包括动静脉血管束、动静脉端端吻合形成的动静脉瘘、静脉环等。另一类以含知名血管的网膜、筋膜、肌肉等作为载体。植入的层次通常在皮下或筋膜下。为满足修复复合组织缺损和器官再造的需要,还出现了含有骨骼、软骨、生物材料的预构皮瓣。同时为了减少供区损伤,Hirai 等[1] 采用了异体冷冻血管预构皮瓣,认为异体血管可作为过渡性血液通道,排异发生时皮瓣已基本存活。过3～6 周的血管再生,预构皮瓣成熟后,形成轴型皮瓣转移修复。

此外,皮肤软组织扩张术是预构皮瓣的另一种手段。扩张过程有一定的延迟作用,并且在获得“额外”皮肤软组织的同时,可使扩张后的皮瓣血管管径增粗,新生毛细血管数量增加,血流量明显高于不扩张的皮瓣。因此,Hoang 等[2 ] 认为远端吻合的动静脉作为血管载体可以获得充足的血流量,联合皮肤软组织扩张技术是修复大面积皮肤缺损的新趋势。预构皮瓣成熟的过程是皮瓣血管再生、血供重新构建的过程。早期的研究已证实:植入血管与皮瓣间血液循环联系主要有两种情况: ①新生血管与皮瓣原有血管的相互吻合。②沟通新生血管生长、蔓延并形成网状系统,单独支配整个皮瓣。血管束的植入层次与受区密切接触对皮瓣的再血管化非常重要。在组织学上,血管植入2 d 后开始有新生血管从血管旁组织原有的微动、静脉及毛细血管以发芽方式向外呈盲管状或球形突出生长,并逐渐形成丰富的丛状血管网;术后4～6 d 开始出现血管间的吻合,早期呈毛细血管样,渐向静脉样转变,最后部分呈动脉样结构。血管新生通常起始于植入血管束
的远端,并逐渐遍布整个皮瓣。并且,血管新生的过程与血管载体的大小、接触持续的时间以及靶组织的性质直接相关。组织缺氧能**血管新生,巨噬细胞则有重要的**诱导作用, 血管束旁组织内的血管内较高压力可使血流速度加快,产生较大剪切力,使血管内皮细胞呈扁平状并**其分裂同时可解除内皮细胞间的接触抑制,促进毛细血管新生和
吻合支形成动脉样结构

2 　加速预构皮瓣血管化的方法
目前报道预构皮瓣成熟时间为2～8 周,并且皮瓣转移术前难以确定移植后存活的准确面积。因此,如何加快预构皮瓣的血管化,短期内建立丰富可靠的血运,对提高其临床应用的安全性至关重要。目前加快血管化的进程主要有下述几种方法。

211 　增加血管载体的面积
Tark 等[4 ] 采用血管内注射荧光素钠,经皮肤荧光显影技术,显示预构筋膜皮瓣存活的宽度是携带筋膜宽度的4 倍,理论上,面积则是其13 倍。因此,增大血管载体能促进再血管化过程,并且血管化与组织特性有关。但是,过多的携带筋膜会增加皮瓣的厚度,与临床需要相矛盾

212 　生长因子与预构皮瓣
许多具有直接或间接**血管生成作用的生长因子,在动物试验上已经初步证明其具有促进预制皮瓣存活和成熟的作用。
2000 年,Li2QF 等[5 ] 认为血管内皮生长因子(VEGF) 可显著促进大鼠血管腹部预构皮瓣的成熟。2003 年黄晨昱等[6 ] 进一步证明VEGF 和bFGF 均能通过**细胞增殖和减少凋亡发生来促进血管新生和预构扩张皮瓣成熟,用生物蛋白胶缓释生长因子有独特效果。同年,为了提高生长因子利用可靠性,Gurunluoglu 等[7 ] 将局部皮下注射腺病毒介导的血管内皮生长因子(Ad2VEGF) 用于腹上血管转移预构的腹部岛状皮瓣上,证实Ad2VEGF 基因治疗可以扩大预制皮瓣面积,减少预构时间。1998 年,Bayati 等[8 ]
认为,血管束中注入碱性成纤维细胞因子(bFGF) 可显著促进血管的增生,促进皮瓣的血管化和成活;高压氧也有促进作用,二者合用具有协同作用。同年,Hickey 等[9 ] 比较局部应用bFGF 对于血管束植入后不同时间间隔形成的轴型皮瓣的影响,发现1 周可
明显提高后形成的轴型皮瓣的成活率;但对于2～4周后形成的皮瓣则无作用。2001 年,Haws 等[10 ] 在预构肌皮瓣中,将携带bFGF 明胶海绵放置在肌肉与皮下间隙,结果表明bFGF 可以增加皮瓣存活和血管生成, 促进预制皮瓣成熟。Iwasawa 也证实TGF2β可以预构皮瓣血管化。

213 　软组织扩张技术与预构皮瓣
将软组织扩张技术应用到预构皮瓣中,也一定程度上加快血管化进程。早期研究证实扩张作用的机械**、延迟作用引起血管增生;同时扩张器周围的纤维包囊血液循环丰富,也增加了血管束支配范围;从而加快皮瓣血管化,扩大预构皮瓣存活的面积。马显杰等[11 ] 证实扩张可以增加新生血管数量,并且与原皮瓣间吻合支多且较粗大;能缩短预构皮瓣的成熟时间,增大预构皮瓣的成活面积。扩张术与预构皮瓣相结合,能明显缩短二期手术时间,同时皮瓣变薄,血运更加丰富;且二次手术时易于解剖,供区更易直接拉拢缝合。其缺点是形成的纤维包膜增加了皮瓣厚度,且可能引起皮瓣挛缩。

2.14 　延迟及皮瓣基底阻隔对预构皮瓣的影响
Maitz 等认为:在血管植入前后各1 周,对皮瓣进行延迟手术可改善皮瓣的存活状况;血管造影显示血管点、线密度明显增加。阻隔皮瓣延迟术是一种传统的皮瓣延迟方法。多数学者认为皮瓣预制时在皮瓣下放置阻隔物(如硅胶膜或超薄医用钢片) ,可以防止血管化向基底发展,提高血管化进程,并且便于再次手术时皮瓣的剥离。Komuro 等用硅胶膜隔离受区与皮瓣,阻隔受区血管长入皮瓣,结果皮瓣成活良好,因此认为皮瓣的血管化与受区无关,基底阻隔有助于血管化进程。Mutaf 等认为基底部隔离不能改善皮瓣的存活情况,却增加了许多并发症,如积液、感染和硅胶膜脱出。因此对于基底阻隔的作用尚有争议。

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3 　生物材料、组织工程与预构皮瓣
耳、鼻等三维组织缺损以及气管、头面部复合组织的修复是整形外科棘手的问题。采用传统的修复方法,存在供区面积和组织类型有限、创伤大、难以形成三维细微结构的缺点。随着生物材料、组织工程技术发展,根据临床需要的组织类型、形状大小,应用组织工程概念构建器官,同时植入血管载体提供血供,形成新复合组织的皮瓣,为解决此类难题提供了一种良好的手段。

血管植入到生物降解材料附近会有神经纤维血管包裹,在这个基础上形成预构皮瓣,可以使组织工程应用于临床。Walton 等报告了将血管置入打孔的生物可降解材料膨体聚四氟乙烯和高密度聚乙烯置入兔耳中央血管束的附近,可诱导纤维血管的长入,形成具有三维结构的预构皮瓣。1993 年再次利用膨体聚四氟乙烯和兔耳中央血管束,预构了能支持断层皮片存活的轴型皮瓣,并行吻合血管的游离移植获得成功。2000 年,Can 等先将高密度多孔聚乙烯支架置入兔腹壁动静脉束下,二期在预构支架上植全厚皮片,结果发现有纤维血管组织进入,可以
用于带蒂或游离移植。Tark 等在猪身上植入脱细胞真皮,经过2 周血管化后,转移修复皮肤缺损,自体培养的角质形成细胞用作上皮修复。认为可以用脱细胞真皮加自体培养的角质形成细胞预构皮瓣。同年,Lykoudis 等报道了聚四氟乙烯支架预构皮瓣用于气管再造。2003 年,Chung 等 采用血管化的脱细胞真皮修复鼠腹部肌肉缺损。MacLeod等报道了鼠腹部血管蒂植入,异氰酸酯交联的胶原组织基质做支架,表面植皮的复合组织瓣,认为血管蒂植入2 周后可以维持皮瓣存活,激光治疗可以提高血管化。2004 年,Zhang 等证实了小肠黏膜下层(SIS) 作为支架的预构皮瓣中,SIS 可以诱导血管生成, 增加皮瓣存活能力。同年, Staudenmaier等将血管束植入兔腹部随意型皮瓣下。取耳廓的软骨细胞,扩增后接种在由透明质酸制成的非编织型支架上,培育2 周后,将其植入预构皮瓣下。6或12 周后发现预构皮瓣在血管束和原来随意皮瓣间有丰富的血管网,组织工程支架保持原来大小,软骨特有的Ⅱ型胶原和蛋白多糖的表达证实有相似的透明软骨生成。作者认为可以联合组织工程预制轴型皮瓣。2005 年Ozdemir 等将高密度多孔的聚乙烯置入物移植到兔腹壁浅动脉预构的皮瓣下,术后4 周发现植入物血管化为75 % , 5 周90 % , 8 周95 %。并且在临床上进行了3 例鼻缺损、3 例耳缺损、1 例硬腭缺损的修复。同年,Okumus 等报道了采用兔耳无毛上皮替代黏膜,聚丙烯网替代软骨,侧胸筋膜提供血供用以替代气管外膜,形成轴型联合生物合成材料的预构皮瓣行气管重建。
利用基因工程技术制备骨形成蛋白,使间叶组织转化为骨组织,最终使肌瓣变为骨瓣。1997 年,Levine 等发现骨诱导蛋白可以促进兔体内耳前肌深面预构羟基磷灰石中血管和骨的形成。1998 年Casabona 等将含骨髓干细胞的多孔羟基磷灰石陶瓷置入无胸腺小鼠的背阔肌下。8 周后组织学检测发现有松质骨组织,这样可以将肌皮瓣制成生物工程的预构骨肌皮瓣。2001 年, Alam 等、Terheyden等先后报道重组人BMP22、BMP27 预构的由肌肉转化的骨瓣。2004 年Abdelaal 等将腺病毒转染的BMP29 注入裸鼠背阔肌中,诱导肌肉向骨组织分
化,认为皮瓣掀起修复骨缺损时间是注射病毒后2周。