比较湿性环境和干燥环境对皮肤修复的影响

文摘   2024-06-03 09:49   吉林  

文章来源于吉原健康,作者吉原健康


概    述

通过在实验猪皮肤上进行伤口实验,在皮肤损伤后1-21天期间内分别使用粘性聚氨酯敷料OPSITE和干燥纱布敷料对伤口所实现的湿润条件和干燥条件进行对比,比较了两种环境下对真皮修复的影响。在对中性粒细胞、巨噬细胞、成纤维细胞和内皮细胞群体的变化进行了定量研究中得到的结果里,炎症期细胞的数量在湿润条件下比干燥条件下减少地更快。湿润伤口中增殖期细胞的数量也更快地增加。

得出结论,同干燥条件下愈合的伤口相比,在湿润条件下愈合时,真皮修复的炎症期和增殖期速度明显加快。

本文内容源自:Dyson M, Young S, Pendle CL, Webster DF, Lang SM. Comparison of the effects of moist and dry conditions on dermal repair. J Invest Dermatol. 1988 Nov;91(5):434-9. doi: 10.1111/1523-1747.ep12476467. PMID: 3171219.

实验表明,伤口在湿润条件下可以更快地再上皮化。然而真皮在湿润和干燥条件下的修复率尚未得到定量评估。尽管有人指出,在使用粘性聚氨酯敷料保持湿润环境的伤口中,肉芽组织在再上皮化前旺盛生长、胶原蛋白合成增加;但同样有报道称,尽管研究人员发现覆盖有吸收性材料的半封闭敷料在部分厚度的伤口闭合更快,但暴露在空气中的切割伤口比覆盖封闭性敷料的伤口有着更大的成纤维细胞反应。

材料与方法

材料来源

本实验中所有取样伤口采集于体重33-39公斤的雌性大白猪,于麻醉后从侧面皮肤上切下25x25mm²的全厚切除损伤。麻醉术中使用西曲溴铵溶液清洁实验猪侧面皮肤,在切口模板的帮助下,在每个侧面上切除六个全厚切除伤口。确保切除的组织中没有肌肉,去除组织深度为5-10mm,伤口大约8mm。


操作方法

伤口敷料:在皮肤进行伤口切除后立刻使用牙科棉卷填充伤口以吸收血液。在伤口止血后,使用10x10cm的粘性聚氨酯敷料Opsite随机覆盖猪身上的一半伤口以确保伤口环境保持湿润;余下伤口分别被1cm宽的聚氨酯泡沫条包围,将4层纱布(10x10cm)铺在伤口上,使伤口表面干燥。本次实验共使用7头猪,共84处伤口,其中42处为湿润伤口,42处为干燥伤口。


伤口影像拍摄:在术后1、3、5、7、10、14和21天,随机选择一头猪进行死亡处理后取下敷料,对伤口使用无菌盐水浸泡直至对伤口表面干扰最小的情况下取出。取下敷料后立刻对每只猪的侧面皮肤进行影像留存,以记录伤口的大体外观,根据照片对湿润和干燥伤口的相对收缩程度进行定性评估。


微生物检测:除了术后5天被处理的实验猪外,这项检测对所有伤口在拍照后立刻进行。使用蘸有无菌生理盐水的棉签,在每个伤口的一半区域横向擦拭 10 次,在伤口表面上下擦拭 10 次,避免与周围未受伤皮肤接触。每个拭子通过无菌一次性接种环在血液琼脂板上的五阶段线序列进行半定量评估。


光学显微成像检查:从伤口边缘1cm切开每个伤口周围未受伤的皮肤,并将伤口与周围皮肤和体壁肌肉组织支撑层从周围组织中剥离出来。将每个切除的样本从背部切成两半,未擦拭的一半用中性福尔马林固定,包埋在石蜡中,以 7 μm 厚切片,并用血红素和伊红染色。

在进行一般组织学检查后,对切片进行差异细胞计数。细胞计数大约在伤口表层和基底之间进行,这里的基底是指与邻近完整皮肤最深部分(即真皮/皮下交界处)处于同一水平的伤口部分。对总面积为 8640 μm² 的 10 个区域进行细胞总数和差异细胞计数。对以下类型的细胞进行了计数:中性粒细胞、巨噬细胞、成纤维细胞和内皮细胞。不属于这四类的细胞被归类为 "其他 "细胞。没有尝试对周皮细胞、其他间充质细胞和肌成纤维细胞进行鉴定和计数,因为光镜无法在血色素和伊红染色的切片中明确识别这些细胞。

结果

微生物学

湿润伤口(覆盖聚氨酯)和暴露在空气中的干燥伤口(覆盖纱布)的污染程度一般没有明显差异,但有一个非常轻微的迹象表明,湿润伤口的计数在第3天高于干燥伤口。湿润伤口的革兰氏阴性菌定植率似乎略高于干燥伤口,但只有一头猪的伤口(术后7天取样)有明显差异,所有湿润伤口都有定植,而干燥伤口则没有。所得结果不适合进行统计处理。


伤口的宏观外观表现

在损伤后1、3和5天检查时,湿润伤口和干燥伤口的外观没有观察到差异。损伤后7天,湿润的伤口和干燥的伤口明显可区分,湿润的是粉红色的,闪闪发光,而干燥的伤口上覆盖着一层棕色的痂。在未测量的情况下伤口面积也可见明显差异,湿润伤口比干燥伤口收缩得更多,而且表面积更小。到10天时,湿润伤口的大小缩小更加明显,但到14天时,尽管大多数干燥伤口仍被痂覆盖,但两组都表现出相当大的收缩,这在湿润伤口中更大。到21天时,所有伤口都出现了干燥、有光泽的粉红色外观;观察到的唯一差异是,许多干燥伤口的表面高于周围皮肤的表面,而湿润组的这一方面与之持平。


光学显微成像

第一天:手术后1天取样的所有伤口床中存在的组织碎片数量非常多,无法进行准确的组织学评估和差异细胞计数。

第三天:湿润伤口区域的细胞比干燥伤口床的细胞多约30%。湿润伤口伤口床中的巨噬细胞比干燥伤口多约90%,但中性粒细胞减少了约50%。湿润和干燥伤口的内皮细胞数量没有显著差异,尽管湿润伤口的成纤维细胞明显增多。

第五天:湿润伤口的高度血管化、纤维状肉芽组织的大多数细胞类型为成纤维细胞,通常排列大致平行(图1);相反,干燥伤口(图2)含有更多的炎症细胞,包括巨噬细胞和中性粒细胞,毛细血管和成纤维细胞更少。干燥伤口中的炎症细胞,特别是巨噬细胞明显多于湿润伤口。在前者中,炎症细胞的总数仍然高于成纤维细胞和内皮细胞的总数,而在湿润的伤口中,成纤维细胞、内皮细胞比炎症细胞多。


图1.  手术后5天湿润伤口切片的显微照片。注意到突出的血管和thc成纤维细胞与血管大致成直角排列。F:成纤维细胞;M:巨噬细胞;P:中性粒细胞;V:血管(x250)
图2.  手术后5天的干燥伤口切片的显微照片。注意成纤维细胞排列的不规则性。f:成纤维细胞;m:巨噬细胞;p:中性粒细胞(x250)

湿润伤口的肉芽组织(图3)含有许多毛细血管,大多数毛细血管与成纤维细胞(存在的主要细胞类型)大致成直角,通常完全上皮化。与此形成鲜明对比的是,干燥伤口的肉粒组织(图4)血管较少,成纤维细胞和毛细血管排列不太规则,仍然含有许多炎症细胞(中性粒细胞和巨噬细胞),尽管大多数细胞是成纤维细胞,并且在粘附的痂下不完全上皮化。

图3.  手术后7天湿润伤口切片的显微照片。注意表皮,它现在完全覆盖了伤口表面。d:真皮未损伤;e:表皮;g:肉芽组织(x25)
图4.  手术后7天的干燥伤口切片的显微照片。注意前进的表皮的不规则性,它在干燥的痂下迁移。d:真皮未损伤;e:表皮;g:肉芽组织(x25)

第十天:通常情况下,干燥的伤口仍被痂覆盖,迁移到其下的表皮有一个不规则的基底层,而湿润伤口则没有痂和规则的表皮。湿润伤口的肉芽组织比干燥伤口的肉糜组织更均匀,血管化更好,成纤维细胞和血管排列更规则。


湿润伤口取样区域的成纤维细胞比干燥伤口多,内皮细胞数量显著增加。湿润伤口的总细胞数也更高,这主要是由于成纤维细胞的数量更高,从它们的外观和排列来看,许多成纤维细胞已分化为可收缩的肌成纤维细胞。


第十四天:两组的肉芽组织与损伤后10天的外观非常相似,但湿润伤口的肉芽已经全部被完全分化的角质化复层鳞状上皮覆盖;在干燥的伤口中,上皮化仍然不完全,敷料经常粘附在痂上。由于湿润伤口的成纤维细胞计数较高,湿润伤口的总细胞计数仍然高于干燥伤口,两种伤口中存在的少量炎症细胞没有显著差异。干燥和湿润伤口的成纤维细胞数量都开始下降。肉芽组织中的内皮细胞数量在湿润伤口中比在干燥伤口中多,尽管这在统计学上并不显著。


第二十一天:湿润伤口的肉芽组织比干燥伤口的肉芽组织范围更小,细胞更少,纤维更多。在损伤后21天,湿润伤口中的总细胞计数仅为14天时的56%,并且现在低于干燥伤口中的细胞计数。在湿润伤口中,成纤维细胞的数量比干燥伤口低约35%。内皮细胞计数显示,湿润伤口中的血管密度仍然显著较高。



讨    论


25年前,Winter证明,在保持湿润环境的伤口中,用适当的敷料覆盖伤口,可以提高再上皮化率,其研究者也证实了这一点。上述定量组织学结果表明,在此种情况下真皮修复和表皮修复都会加速。通过对照片记录的定性比较判断,湿润伤口的收缩加速,这表明它们的肉芽组织中含有比干燥伤口更多的可收缩肌成纤维细胞。收缩减少了组织缺损的大小和对疤痕组织的需求,同时通过相邻未受损正常皮肤的套叠生长促进修复。


在正常的伤口愈合中,中性粒细胞在炎症期早期结束时先于巨噬细胞离开伤口床,而巨噬细胞数量继续增加。本实验中观察到,在损伤后3天,湿润伤口中的巨噬细胞比干燥伤口多90%,中性粒细胞比干燥伤口少50%,这表明湿润伤口的炎症修复阶段加快。损伤后3天,湿润伤口中的成纤维细胞(修复增殖期的特征细胞)明显多于干燥伤口,这也表明前者的愈合速度加快。


与湿润伤口相比,在损伤后第5天在干燥伤口中观察到的上皮再形成延迟,与前者中存在更多的伤口碎片有关,这似乎阻碍了表皮的进展。干燥的环境可能在手术诱导的损伤后进一步诱导局部损伤,和/或可能阻碍吞噬细胞清除碎片。损伤后7天,湿润伤口中中性粒细胞减少,成纤维细胞和毛细血管增加,这表明愈合已进入增殖期,此时形成了富含成纤维细胞的肉芽组织。相比之下,在损伤后7天的干燥伤口中观察到的中性粒细胞含量较高,成纤维细胞数量较低,这表明它们仍处于真皮修复的炎症和增殖阶段之间的重叠。


通过光学显微镜观察到的最显著的特征之一是湿润伤口的肉芽组织中成纤维细胞和内皮细胞的排列规律。在损伤后5天至增殖期结束的湿润伤口中,对其细胞核长轴的组织学观察表明,成纤维细胞倾向于大致平行排列,而内皮细胞则大致与之成直角排列。成纤维细胞的排列是典型的收缩性肌成纤维细胞,这表明它们中的许多都是这样的。如果这个假设是正确的,那么这将有助于解释在湿润伤口的摄影记录中观察到的加速收缩。内皮细胞的定向表明,它们的生长方向是损伤的自由表面。这可能是一种趋化现象,形成毛细血管的内皮被血管生成因子或从例如巨噬细胞释放的因子吸引。


损伤后14天,干燥和湿润伤口中成纤维细胞数量的下降表明,到目前为止,这两组都已进入修复的重塑阶段,此时出现肉芽。


组织逐渐被细胞较少但纤维较多的瘢痕组织所取代。湿润伤口中的内皮细胞比干燥伤口中的更多,这表明前者的血管形成更好;也就是说,血管生成更先进。损伤后21天,湿润伤口的总细胞计数低于干燥伤口,这表明前者在重塑阶段进展更快。


由于湿润伤口早期修复阶段的加速,到第21天,修复组织已很好地进入重塑阶段。在湿润的伤口中定性观察到的血管形成比在干燥的伤口中观察到的更好,这具有相当大的临床意义,因为血液供应不足的组织不仅愈合不良,而且容易感染。


本文所述的结果表明,通过用粘性聚氨酯敷料覆盖而保持湿润环境的切除伤口比干燥伤口愈合得更快、更有序,表皮和真皮修复都得到了加速。

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