皮膚的再生與修復(fù)臨床問(wèn)題和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的思考課件

1、皮膚的再生與 修復(fù) - 基于臨床問(wèn)題和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的思考再生與修復(fù)本質(zhì)的形象描述組織損傷組織修復(fù)潰瘍形成瘢痕形成組織再生正常組織？對(duì)再生能力多樣性思考？需要回答蠑螈為什么能夠?qū)崿F(xiàn)完全再生？人體皮膚的結(jié)構(gòu)（一） 角朊細(xì)胞 表皮 樹(shù)枝狀細(xì)胞 麥克爾細(xì)胞皮膚 真皮層 皮下組織2022/7/28人體皮膚的結(jié)構(gòu)（二） 角朊細(xì)胞 角質(zhì)層 透明層 表皮 顆粒細(xì)胞層 棘細(xì)胞層 基底細(xì)胞層 樹(shù)枝狀細(xì)胞（黑色素細(xì)胞、郎格罕細(xì)胞、未定型細(xì)胞） 麥克爾細(xì)胞（與神經(jīng)終末密切接觸，為慢適應(yīng)感受器）2022/7/28人體皮膚的結(jié)構(gòu)（三） 乳頭層真皮 網(wǎng)狀層2022/7/28皮膚附屬器官毛囊、皮脂腺汗腺2022/7/28人體皮膚

2、損傷后是如何修復(fù)的人體皮膚損傷后形成創(chuàng)面，創(chuàng)面愈合是機(jī)體的自然修復(fù)機(jī)制人體皮膚損傷后的修復(fù)為“補(bǔ)償性”再生表皮損傷后的修復(fù)是再生，但有限度真皮損傷后的修復(fù)不是再生，是替代性修復(fù)，修復(fù)過(guò)度則為增生性瘢痕2022/7/28 創(chuàng)面愈合是一個(gè)既古老又現(xiàn)代的熱點(diǎn)醫(yī)學(xué)問(wèn)題（一）認(rèn)識(shí)不同類型創(chuàng)面、不同個(gè)體、不同部位創(chuàng)面愈合的差異不同的傷口類型愈合過(guò)程不盡相同切割傷組織缺損傷燒傷撕脫傷燒傷創(chuàng)面愈合過(guò)程示意圖皮膚結(jié)構(gòu)及燒傷深度的組織學(xué)劃分 I degreeII degreeIII degree2022/7/28不同深度燒傷創(chuàng)面修復(fù)特點(diǎn) 全層真皮缺損范圍與創(chuàng)面愈合的關(guān)系 3cm 5cm皮膚結(jié)構(gòu)與創(chuàng)面修復(fù)（切割傷）

3、 皮膚結(jié)構(gòu)與創(chuàng)面修復(fù)（切割傷） 皮膚結(jié)構(gòu)與創(chuàng)面修復(fù)（竇道創(chuàng)面） 不同部位傷口愈合時(shí)間不盡相同以拆線時(shí)間為例：頭面部：35天軀干：710天四肢：1014天不同年齡的創(chuàng)面愈合能力老年人成年人嬰幼兒新生兒（二）創(chuàng)面愈合的理論認(rèn)識(shí)PMNM表皮真皮血小板創(chuàng)面紅細(xì)胞損傷皮膚表面FibrincoagulationTGF-PDGFPMNEarly inflammation(24h)Late inflammation （48h）M成纖維細(xì)胞膠原表皮細(xì)胞Proliferation（72h）Remodeling (weeks to months) 創(chuàng)面愈合的現(xiàn)代概念創(chuàng)面愈合過(guò)程在機(jī)體的調(diào)控下呈現(xiàn)高度的有序性、完整性

4、和網(wǎng)絡(luò)性。 創(chuàng)面愈合是一個(gè)復(fù)雜而有序的生物學(xué)過(guò)程，主要包括炎癥反應(yīng)、細(xì)胞增殖/結(jié)締組織形成、創(chuàng)面收縮和創(chuàng)面重塑幾個(gè)階段。愈合過(guò)程的各個(gè)階段間不是獨(dú)立的，而是相互交叉、相互重疊，并涉及多種炎癥細(xì)胞、修復(fù)細(xì)胞、炎性介質(zhì)、生長(zhǎng)因子和細(xì)胞外基質(zhì)等成分的共同參與。創(chuàng)面修復(fù)的現(xiàn)代理論和概念生長(zhǎng)因子：EGF FGF VEGF PDGF炎癥細(xì)胞：中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等修復(fù)細(xì)胞：表皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞受體、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞增殖、細(xì)胞凋亡細(xì)胞外基質(zhì)：“鋪墊、引導(dǎo)、激活或抑制”等作用創(chuàng)面修復(fù)的三個(gè)特征-序貫性炎癥階段增值修復(fù)階段組織重塑階段創(chuàng)面愈合序貫性特點(diǎn)的啟示創(chuàng)面修復(fù)的自愈特點(diǎn)要保持創(chuàng)面愈合序貫環(huán)節(jié)的

5、連續(xù)性創(chuàng)面愈合不是靠一種“藥物”能夠“包打天下”的。創(chuàng)面修復(fù)的三個(gè)特征-區(qū)域性 燒傷局部炎性介質(zhì)水平升高: IL-1, IL-6, IL-8, TNF, C3a, C5aIL-8 正常 鄰近 燒傷創(chuàng)面創(chuàng)面愈合區(qū)域性特征的啟示創(chuàng)面治療要注重創(chuàng)面局部的處理創(chuàng)面局部血管閉塞學(xué)說(shuō)創(chuàng)面局部處理的病例介紹創(chuàng)面修復(fù)的三個(gè)特征-時(shí)限性炎癥反應(yīng)創(chuàng)面重塑細(xì)胞增殖停止愈合創(chuàng)面愈合時(shí)限性特點(diǎn)的啟示促進(jìn)創(chuàng)面愈合的治療手段應(yīng)該在有效的“時(shí)間窗”內(nèi)給予，“過(guò)了這個(gè)村就沒(méi)這個(gè)店”傷口處理原則保護(hù)創(chuàng)面愈合環(huán)境促愈手段創(chuàng)面修復(fù)失控的概念慢性創(chuàng)面狀態(tài)組織學(xué)和細(xì)胞能學(xué)等改變急性和慢性創(chuàng)面的病理生理特征（由慢性創(chuàng)面向急性創(chuàng)面的轉(zhuǎn)變）慢

6、性創(chuàng)面的致病原因全身因素：糖尿病、免疫功能低下、營(yíng)養(yǎng)不良、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、惡性腫瘤、化療后等局部因素：感染、局部皮膚長(zhǎng)時(shí)間受壓、下肢靜脈曲張破潰、不合理的創(chuàng)面處理手段、放療局部損傷等慢性創(chuàng)面的臨床共同特點(diǎn)病程較長(zhǎng)，創(chuàng)面深在，壞死組織多見(jiàn)，感染頑固，常見(jiàn)肉芽組織老化、水腫，創(chuàng)面上皮化遲緩或不能上皮化等表現(xiàn)。 慢性創(chuàng)面的治療原則祛除病因培育良好的創(chuàng)面床促愈（植皮或保守自愈）2022/7/28挑戰(zhàn)創(chuàng)面愈合臨床和理論問(wèn)題2022/7/28一、特大面積三度燒傷創(chuàng)面覆蓋問(wèn)題三度燒傷創(chuàng)面床沒(méi)有皮膚附件再生表皮殘余少量自體皮不夠覆蓋大面積創(chuàng)面異體皮移植要排異2022/7/2890%10%Intermingled

7、 transplantationAfter excision of the eschar , the allo skin was grafted over the wound. Meanwhile, many small holes were punched on the large sheet of alloskingraft.Intermingled transplantationThe autoskingraft was harvested from the donor site and cut into 5 5 mm ( a quarter square cm )Intermingle

8、d transplantationThe small autografts were inserted into the holes of alloskin.The allograft will be replaced slowly and unnoticed by the gradual coalescence of the expanding autografts Intermingled transplantation - Clinical observationThe best condition for alloskin replaced and autoskin expanding

9、:Under the naked eye, rejection of the allograft is shown by repeated desquamation. Distance: less than 1 cmAutoskin: not less than 0.25 cMax. autoskin expanding ratio: 1 to 10 Intermingled transplantation - Histological observationFollowing the rejection of the alloepidermis by the host, the autoep

10、ithelium of the inlaid autoskins creeps in between the epidermis and dermis of the allograft. The allodermis is degenerated and absorbed under the coverage of the autoepidermis.This provides an epidermal protection of the wound throughout the healing process. 二、糖尿病合并創(chuàng)面難愈機(jī)制的新認(rèn)識(shí)傳統(tǒng)的觀點(diǎn)與我們面臨的問(wèn)題神經(jīng)血管病變是糖尿病

11、創(chuàng)面難愈的傳統(tǒng)觀點(diǎn)糖尿病重要的病理生理特征是高血糖問(wèn)題為什么糖尿病難愈創(chuàng)面的主要病理機(jī)制是神經(jīng)血管病變，而不是血糖升高？是否可認(rèn)為血管神經(jīng)病變是高血糖所指的病理結(jié)果而不是始動(dòng)原因？是否高血糖可以直接影響糖尿病創(chuàng)面的愈合過(guò)程？ 是否皮膚組織在糖尿病高糖環(huán)境下本身就會(huì)遭到損害？（一）糖代謝紊亂與創(chuàng)面難愈血糖與皮膚組織糖含量的關(guān)系皮膚組織糖含量與創(chuàng)面難愈的關(guān)系淺二度燙傷后14天高糖和晚期糖基化終末產(chǎn)物(AGEs) 高糖 糖代謝紊亂 AGEs 蓄積 (advanced glycation end products) AGEs的病理生理作用AGEs是蛋白質(zhì)的氨基與糖的醛基在非酶促反應(yīng)下生成蛋白質(zhì)、多肽等

12、糖基化后生物學(xué)功能發(fā)生改變改變基質(zhì)-基質(zhì)、基質(zhì)-細(xì)胞和細(xì)胞-細(xì)胞之間的相互作用改變與創(chuàng)面愈合相關(guān)修復(fù)細(xì)胞的生物學(xué)行為改變生長(zhǎng)因子以及相關(guān)細(xì)胞外基質(zhì)的活性AGEs的過(guò)多蓄積可能是糖尿病創(chuàng)面難愈的重要機(jī)制之一NormalDiabetes4周8周12周糖尿病皮膚的組織學(xué)和病理生理特點(diǎn)AGEs蓄積的組織學(xué)依據(jù)5.5mMol glu5.5mMol glu+0.4mg/ml AGEs27.5mMol glu+0.2mg/ml AGEs內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡 (YOYO-1 staining)27.5mMol glu+0.4mg/ml AGEs5.5mMol glu+0.2mg/ml AGEs27.5mMol gl

13、u成纖維細(xì)胞的凋亡(Annexin-V-FLUOS Staining)內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞對(duì) 高糖，AGES耐受性比較實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析高糖、AGEs對(duì)修復(fù)細(xì)胞的生物學(xué)行為存在不利影響，且呈時(shí)效和量效關(guān)系，AGEs的損害作用大于高糖糖尿病皮膚創(chuàng)面AGEs的含量與病程有關(guān)成纖維細(xì)胞對(duì)高糖和AGEs的耐受性大于內(nèi)皮細(xì)胞（二）糖尿病皮膚菲薄現(xiàn)象的形成機(jī)制Epidemis thinner 0.016 VS 0.037 mm Dermis thinner 0.147 VS 0.318mm糖尿病皮膚厚度變薄 DM S phase 3.31% G2/M phase 0.45%normal S phase 34.

14、33% G2/M phase 2.22%impaired proliferation角質(zhì)形成細(xì)胞增殖分化異常 P 0.05aMMP-2, aMMP-2/TIMP-2 增加 aMMP-2（ng/ml） TIMP-2（ng/ml） aMMP-2/TIMP-2diabetes 2.3380.1104* 32.1943.3245 0.0740.005*normal 1.8080.2004 38.841.9746 0.0470.005糖尿病皮膚膠原蛋白糖基化 A B圖 A， AGEs in mormal rat skin（IH 400） 圖 B， AGEs in diabetic rat skin（IH

15、 400）膠原產(chǎn)生下降bFGF生長(zhǎng)因子及其受體糖基化FGFR1提出一個(gè)新概念 “糖尿病皮膚隱性損害”現(xiàn)象 “Underlying Disorder”糖尿病皮膚組織在未損傷的情況下已經(jīng)存在著組織學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)行為的改變，從而呈現(xiàn)皮膚菲薄的現(xiàn)象。這一DM皮膚的異常改變稱為“糖尿病皮膚隱性損害”。“隱性損害”可能是糖尿病皮膚易損或創(chuàng)面形成后難以愈合的重要原因之一。 截至2003年8月12日查新：未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道 （三）糖尿病創(chuàng)面與生長(zhǎng)因子糖尿病燙傷創(chuàng)面組織bFGF表達(dá)并不減少 Western 糖尿病燙傷創(chuàng)面愈合過(guò)程中FGF糖基化的證據(jù)（傷后14天） 糖尿病創(chuàng)面存在生長(zhǎng)因子糖基化bFGF促進(jìn)創(chuàng)面愈合的臨床

16、觀察糖尿病患者1X1.5cm全層皮膚缺損創(chuàng)面外用bFGF，傷后14天實(shí)驗(yàn)組創(chuàng)面愈合面積明顯大于糖尿病組，與正常對(duì)照組無(wú)顯著差異解釋臨床的疑問(wèn)：為什么糖尿病創(chuàng)面生長(zhǎng)因子含量并不低，但不能自愈？而外源性生長(zhǎng)因子的應(yīng)用能夠促進(jìn)愈合。（四）糖尿病創(chuàng)面的異常炎癥反應(yīng)現(xiàn)象糖尿病創(chuàng)面形成炎癥帶障礙糖尿病大鼠皮膚傷后36h H&E.染色（光學(xué)顯微鏡10）顯示有大量炎癥細(xì)胞的彌散性浸潤(rùn)，炎癥帶形成障礙糖尿病創(chuàng)面愈合進(jìn)程中顯示異常炎癥反應(yīng)糖尿病創(chuàng)面愈合進(jìn)程中膠原呈散在局灶性變性、腫脹、斷裂MMP2/TIMP2比例失衡創(chuàng)面組織中MDA含量明顯升高正常對(duì)照糖尿病組 糖尿病創(chuàng)面的愈合是一個(gè) 伴有組織進(jìn)行性損害的修復(fù)過(guò)程

17、；解釋了臨床疑問(wèn)：創(chuàng)面進(jìn)行性損害現(xiàn)象可能是糖尿病創(chuàng)面愈合后容易復(fù)發(fā)破潰的原因之一也是創(chuàng)面難愈的原因之一（五）AGEs 對(duì)糖尿病創(chuàng)面愈合過(guò)程中新生血管化的影響創(chuàng)面血管化證據(jù)糖尿病創(chuàng)面血管內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)量與增值能力與正常創(chuàng)面沒(méi)有顯著差異；新生血管內(nèi)皮細(xì)胞很好地形成血管腔； 組織學(xué)研究可見(jiàn)糖尿病創(chuàng)面血管形成障礙現(xiàn)象； Normal controlDiabetic group燙傷后14天創(chuàng)面血管化證據(jù)糖尿病糖尿病糖尿病對(duì)照組對(duì)照組對(duì)照組G糖尿病糖尿病糖尿病對(duì)照組對(duì)照組對(duì)照組G Nor Glu AGEsAGE+GluMannitol不同培養(yǎng)條件下血管養(yǎng)結(jié)構(gòu)形成的比較不同培養(yǎng)條件下血管養(yǎng)結(jié)構(gòu)形成比較的統(tǒng)計(jì)學(xué)

18、結(jié)果正常組和糖尿病組創(chuàng)面 Ang-1 mRNA 表達(dá)的比較 *正常組和糖尿病組創(chuàng)面 Ang-2 mRNA 表達(dá)的比較 結(jié)論:糖尿病創(chuàng)面存在新生血管形成障礙其機(jī)制可能與Ang-2 的異常持續(xù)表達(dá)有關(guān)而Ang-2 的異常持續(xù)表達(dá)則與創(chuàng)面局部高糖及其導(dǎo)致的糖代謝紊亂和AGEs的局部蓄積有關(guān)（六）糖代謝紊亂與糖尿病皮膚神經(jīng)病變的關(guān)系NormalAminoguandineDiabetesInsulin有髓神經(jīng)纖維髓鞘呈現(xiàn)水腫、變性，軸突受擠壓；無(wú)髓神經(jīng)纖維空泡形成、變性，微絲微管排列紊亂糖尿病皮膚P物質(zhì)水平下降結(jié)論高糖和 AGEs 皮膚蓄積是引起糖尿病皮膚神經(jīng)病變并導(dǎo)致創(chuàng)面難愈的重要原因糖尿病合并創(chuàng)面難

19、愈機(jī)制研究新進(jìn)展 -新的理論認(rèn)識(shí)糖代謝紊亂可引起皮膚組織糖含量增高AGEs局部蓄積影響修復(fù)細(xì)胞的生物學(xué)行為，使創(chuàng)面愈合延遲產(chǎn)生糖尿病皮膚“隱性損害”現(xiàn)象導(dǎo)致生長(zhǎng)因子及其受體被糖基化引起創(chuàng)面局部異常炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致創(chuàng)面發(fā)生進(jìn)行性損害創(chuàng)面新生血管形成障礙引起有髓和無(wú)髓神經(jīng)纖維損害糖尿病合并創(chuàng)面難愈機(jī)制：“微環(huán)境污染”學(xué)說(shuō)糖尿病皮膚下糖基化值的檢測(cè)AGE-Reader使用意義：與創(chuàng)面修復(fù)相關(guān)的重要蛋白多為長(zhǎng)半衰期，如：膠原蛋白、纖維結(jié)合蛋白、層黏蛋白等創(chuàng)面修復(fù)重要蛋白的糖基化是一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的危險(xiǎn)因素進(jìn)一步的科學(xué)問(wèn)題高糖和AGEs皮膚局部蓄積血管和神經(jīng)病變皮膚組織隱性損害?糖尿病難愈創(chuàng)面的傳統(tǒng)病理分型是否需

20、要更新？三、瘢痕形成機(jī)制的“真皮模板缺損”學(xué)說(shuō)2022/7/28背景疤痕研究的熱點(diǎn)環(huán)節(jié)成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子細(xì)胞外基質(zhì)Excised woundfibroblastTGF-1CollagenApoptosisMMP/TIMPGene背景令人費(fèi)解的臨床現(xiàn)象成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子細(xì)胞外基質(zhì)同樣的切割傷口：不同的縫合技能具有不同的愈合效果？啟示:疤痕形成的始動(dòng)環(huán)節(jié)應(yīng)該在成纖維細(xì)胞等事件的上游 損傷組織結(jié)構(gòu)破壞背景臨床現(xiàn)象的啟示淺度燒傷不留疤，深度燒傷易長(zhǎng)疤深度燒傷創(chuàng)面植刃厚皮易長(zhǎng)疤深度燒傷創(chuàng)面植全厚皮不長(zhǎng)疤深度燒傷創(chuàng)面ADM刃厚皮不易長(zhǎng)疤不留疤易長(zhǎng)疤背景有趣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（一） 松質(zhì)骨海綿植入大鼠皮下支架部分纖

21、維包裹部分-SMA HEX 400 背景有趣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（二）海綿脫鈣松質(zhì)骨膠原200um500um1000um完整、連續(xù)不完整不連續(xù)試驗(yàn)結(jié)果：成纖維細(xì)胞在不同孔徑的ECM中呈現(xiàn)不同的表達(dá)時(shí)相和功能ECM連續(xù)性存在與否可導(dǎo)致不同的細(xì)胞生物學(xué)行為改變研究結(jié)果的啟示真皮組織保留的程度不同的三維結(jié)構(gòu)細(xì)胞形態(tài)功能改變提示：真皮組織是否具有模板樣作用？影響細(xì)胞的生物學(xué)行為 由此，形成瘢痕形成機(jī)制的“真皮模板缺損”學(xué)說(shuō)如何在微觀化水平上了解真皮基質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的模板作用？對(duì)真皮組織三維結(jié)構(gòu)的思考真皮組織細(xì)胞外基質(zhì)為細(xì)胞活動(dòng)提供三維空間真皮基質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)是不規(guī)則的任何不規(guī)則形態(tài)都可以看作是由不同大小的圓所構(gòu)成不同

22、曲率的組合R1R2R3對(duì)不規(guī)則形態(tài)的思考趨向無(wú)窮大的圓趨向無(wú)窮小的圓大圓小圓細(xì)胞與ECM三維結(jié)構(gòu)的關(guān)系在任何不規(guī)則的三維結(jié)構(gòu)中，細(xì)胞與ECM的粘附均可視為細(xì)胞在不同曲率ECM面上的粘附細(xì)胞與ECM曲率存在一定的數(shù)學(xué)關(guān)系 =46 L h L h=3600/(2r/L), sin=h/L, sin(/2)=(L/2)/r，sin=sin(/2)， So, h/L=(L/2)/r，h=L2/2r. h 代表細(xì)胞在孔上粘附后細(xì)胞長(zhǎng)軸兩端點(diǎn)的高低落差, L代表細(xì)胞長(zhǎng)軸, r 代表孔半徑, 細(xì)胞在孔上的粘附角, 代表細(xì)胞在孔上粘附后在孔上占據(jù)的圓弧角. r=500 =4.60 r=50=2.30 =230

23、 1.6m16m數(shù)學(xué)關(guān)系提示當(dāng)細(xì)胞的長(zhǎng)度一定時(shí)，它與曲率的相關(guān)參數(shù)就存在一定的函數(shù)關(guān)系頂角的角度發(fā)生改變時(shí)，曲率隨之改變，可表示三維結(jié)構(gòu)的改變?nèi)绻淖兗?xì)胞與ECM粘附的角度，可以觀察不同三維結(jié)構(gòu)環(huán)境對(duì)細(xì)胞生物學(xué)行為的影響如何構(gòu)建細(xì)胞與ECM粘附角度改變的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?？觀察不同三維結(jié)構(gòu)環(huán)境對(duì)細(xì)胞生物學(xué)行為的影響。構(gòu)建細(xì)胞與ECM粘附角度改變的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ途邆淙丶?xì)胞粘附點(diǎn)橋墩之間具有細(xì)胞非粘附特性橋墩有一定的間距和尺寸立體觀采用光刻蝕技術(shù)，微圖案印刷，分子自組裝方式 。制備具有粘附點(diǎn)與非粘附點(diǎn)相間的，由粘附微點(diǎn)組成的三角狀粘附點(diǎn)陣列實(shí)驗(yàn)分組：方法對(duì)照組 20組 40 組 60組 80組1432不同角度的三角狀微點(diǎn)陣列細(xì)胞培養(yǎng)體系 在PDMS膜上，采用I 型膠原作為粘附分子，進(jìn)行微圖案印刷 (200)20組40組60組80組試驗(yàn)分組采用分子自組裝和微圖案技術(shù)可構(gòu)建預(yù)先設(shè)定的粘附分子和非粘附分子相間的