创伤在中国，乃至全世界均是导致创面形成，甚至引起患者死亡的主要原因，再加上每年数百万计的手术创面使得修复外观、最大程度恢复肢体功能成为国内众多医疗机构骨科医师面临的难题。尽管对于无基础疾病的患者来说，大部分的微小创面都能顺利闭合，但对于创伤面积大、局部感染、年老体弱或合并基础疾病，如糖尿病、血管性疾病，以及肿瘤等患者，创面修复困难重重，其相关的病理生理机制至今不明。与此同时，一些病理性瘢痕的形成也缺乏有效的治疗措施，将其切除后形成的创面也成为临床修复的难题。
据统计，患有慢性创面及难愈性创面的患者数量将继续增加，并终将成为阻碍人类健康与社会经济发展的重要因素。截至目前，对组织再生与创面修复过程中所涉及的分子机制的片面理解、临床中相应疾病的动物模型的缺失已逐渐成为进一步探索治疗不愈或难愈性创面、加速急性创面愈合，以及减少瘢痕形成的瓶颈。从世界范围来看，深入广泛的临床研究因人群的地域性及病态差异性不同而受阻，很难对现有治疗手段进行高质量和大规模的临床试验。因此促进创面修复和内源性组织再生是医学进一步发展的需求。本文将对各类皮肤创面修复与再生过程中的分子机制、修复措施，以及临床转化作一介绍及评论。
1 慢性创面及瘢痕
创伤后伤口的愈合主要涉及皮肤不同成分与外基质内不同细胞之间的交互作用。在生理情况下，表皮屏障功能可迅速恢复，但真皮层修复较慢，会因原始结构和功能的丢失形成瘢痕组织。当正常修复过程受阻时，会出现两个结果，其一是形成慢性创面；其二是瘢痕增生过度，即瘢痕肥大。
通常，我们将皮肤屏障功能丢失，不能通过有序、及时地修复获得正常组织结构及功能的创面定义为慢性创面。原则上，任何皮肤缺损都有发展为慢性创面的风险，因此可根据创面形成原因进一步将其分类，其中缺血性创面、糖尿病创面和压疮创面是最常见的不愈或难愈性创面。
当然，慢性创面也可由其他因素引起，如营养不良、免疫力低下、年老体弱、慢性机械应力刺激，或合并其他并发症等。瘢痕的形成是病理性组织替代正常组织修复的过程。完全再生仅出现于胚胎时期，出生后仅有上皮组织及血液系统能够维持较高的再生能力。另有文献报道，儿童时期，指尖皮肤软组织缺损可完全再生。
一般情况下，创伤后常出现两种病理性瘢痕，即瘢痕肥大或瘢痕瘤。当这些病理性瘢痕跨关节生长时，局部挛缩会造成关节功能障碍，并给患者带来一定的心理负担。这类瘢痕的治疗对于皮肤科或修复重建外科医师来讲也是极大的挑战。虽然目前临床上治疗方法众多，但机制尚不明了。不过有研究报道不同组织之间尽管存在一定特异性，纤维化过程却有着共同的通路。因此治疗皮肤病理性瘢痕的方法也可从临床其他器官纤维化的诊治中得到启示。
2 创面愈合的病理机制
创面修复是一个复杂的过程，涉及的细胞种类众多，分子机制至今尚未明确。目前对创面修复的研究也仅处于初期，相关数据分析仅来源于临床创面标本如糖尿病足等，以及部分动物模型。动物模型的正确建立是深层次研究创面修复及相关机制的前提。
2.1 炎症反应
急性创面修复通常包括以下几个过程：炎症反应、细胞迁移增殖、基质沉积，以及组织重建。干扰其中任何一个或多个进程，创面修复均会受到影响，并形成慢性创面。通常，创伤可引起瀑布样的炎症级联反应，包括纤维蛋白聚集、凝血、基质形成、炎症因子及细胞的募集等。与凝血过程相似，早期炎症反应将局部和全身的防御因子动员至创面，而慢性创面中炎症反应较为迟缓甚至被阻断。
对慢性创面组织及体液进行分析发现炎症与抗炎通路相互竞争，局部微环境失衡，阻碍创面修复。据报道，促炎细胞，包括中性粒细胞和巨噬细胞的浸润也可导致慢性溃疡迁延不愈。另外，创面中炎性小体、细菌等持续存在也会导致促炎因子长期汇集，炎症反应增加，创面不愈。但相关调节及阻断机制仍需进一步研究。
2.2 感染
慢性创面持续存在与加重的另一主要因素是创面感染。所有创面都存在一定程度的感染，创面修复过程中炎症反应可使细菌数量减少，并逐渐被健康组织清除。皮肤尤其是上皮组织能够在屏障破坏、细菌感染的早期上调并分泌抗菌肽，但在多种菌群共存的创面中，细菌的毒力、数量，以及菌膜形成的能力会因菌群种类的差异而有所不同，从而阻碍宿主的防御反应，延迟创面修复。
2.3 血管化受阻
在组织修复过程中，血管的形成有助于创面细胞获取营养。局部血供不充分容易引起慢性创面，如糖尿病足。与急性创面相比，慢性创面中抗血管生成蛋白如过氧化物酶等表达升高，而促血管生成蛋白如超氧化物歧化酶等表达降低。血管形成减少将导致细胞死亡增加，该现象在糖尿病创面和静脉性溃疡中尤为明显。主要形成原因与慢性创面微环境中蛋白水解作用增强，血管生成刺激因子生物活性降低有关。因此，在慢性创面修复过程中，合理调节促血管生成因子和抗血管生成因子两者之间的关系，使其达到平衡，有利于创面愈合。
3 创面修复基础研究及临床技术
近年来，随着基础研究的深入和临床技术的发展，创面覆盖及修复也有了一些新的突破。适当的创面覆盖可维持局部湿润，吸收渗液，并防止进一步损伤，为创面愈合提供最为有利的微环境。除此以外，新型的创面覆盖产品具备一定的生物属性，如抗菌、募集循环干细胞、促进局部干细胞迁移和增殖，以及刺激局部基质沉积。然而由于缺乏促进创面愈合的临床证据，目前创面覆盖产品仅是临时运用，为创面提供一个最优的愈合环境。
3.1 生长因子在创面修复中的作用
众多具有生物活性，能够通过释放生长因子促进慢性创面愈合的药物已应运而生，如人类重组粒细胞/巨噬细胞刺激因子、血小板源性生长因子等能有效促进糖尿病创面的愈合，降低该类患者的截肢率，然而该类研究尚处于基础实验或小规模临床试验阶段，到临床推广应用任重而道远。还有一些能够促进上皮细胞迁移、血管形成、基质沉积等方法也在逐渐被尝试，促进慢性创面的愈合。除此以外，成纤维生长因子能够促进上皮再生，组织重建，并能促进烧伤和压疮患者的创面愈合；角化细胞生长因子可直接作用于上皮细胞，促进小鼠皮肤创面的修复等。
另外，创面的修复也依赖血管的生成，血管内皮生长因子自发现以来，一直被认为是促进血管再生的有效方法，然而在临床上该生长因子并不能完全促进功能血管的再生。但在糖尿病足部溃疡的创面上局部运用人类重组的血管内皮生长因子，能有效地促进创面愈合，证实了它的生物学活性，当然还需进一步的研究去证实它的安全性和有效性。
3.2 基因与细胞在创面修复中的作用
转基因小鼠的应用为研究创面修复过程中具有重要作用的基因功能提供了平台，有助于更好地了解创面再上皮化的修复机制。据研究报道，在创面早期、晚期均有相关基因表达水平的变化，这些改变在正常皮肤创面愈合过程中，有利于促进细胞增殖，改变细胞-基质黏附性状，增加以角质细胞为主的表皮迁移。若敲除相关基因，如基质细胞特异性β1整联蛋白基因，则会使细胞基质黏附紧密，影响细胞迁移，表现为创面再上皮化缓慢，愈合延迟。
小鼠创面周围有众多成纤维细胞并伴有大量基因表达上调。据最新报道，肉芽组织中有一部分成纤维细胞来源于骨髓源性间充质干细胞。通过追踪小鼠体内经尾静脉注射的带有荧光标记的间充质干细胞，发现创面边缘高达30%的成纤维细胞来源于间充质干细胞。目前，食品和药物管理局批准的临床再生疗法主要是运用人类原代细胞，然而原代细胞增殖能力低下，作用有限。然而随着干细胞技术的发展，细胞疗法在再生医学领域迎来了全新的时代。虽然，临床试验已证实局部应用骨髓及脂肪来源的间充质干细胞能够促进慢性创面愈合，但尚无食品和药物管理局批准的干细胞制品用于慢性创面治疗。
近年来，重编程皮肤等分化细胞制备的诱导多能干细胞为细胞治疗提供了新的来源。研究证实运用诱导多能干细胞分化来的成纤维细胞及角质细胞能够制备出皮肤类似物，但诸多基础问题如最佳细胞类型、治疗途径及时间点、细胞作用方式、安全性、移植细胞增殖整合等尚需要解决。
3.3 炎症在创面修复中的作用
在小鼠胚胎、胎儿中展开的修复研究提示，在创面出现炎症反应之前，未成熟组织能够实现无疤愈合。另外研究报道，缺少ETS家族转录因子PU.1(无法形成白细胞)的小鼠创面修复与胎鼠相似，不形成瘢痕。因此，炎症反应可能是创面纤维化的原因之一。
创面形成后，早期募集的中性粒细胞能够杀死侵入皮肤的微生物，而巨噬细胞能够清除凋亡的中性粒细胞，促进创面早期愈合，并产生诱发瘢痕形成的信号。免疫细胞的募集与活化是创面一系列信号转导的结果[28]，而这些相关的信号都是调节创面炎症反应的潜在靶标，阻断通路中任一步骤都有利于减小创面瘢痕形成，进一步证实炎症反应是创面瘢痕形成的主要因素，但机制目前尚不清楚。
3.4 人工合成材料在创面修复中的作用
细胞外基质不仅为组织提供机械支撑，维持其完整性，而且具有生物活性。目前，基于细胞外基质的组织修复及再生疗法已逐步运用于临床。主要用作移植细胞载体或用于覆盖创伤引起的皮肤缺损，对难愈性创面的修复也有一定疗效，然而其机制尚在研究。据推测，纤维蛋白支架能够满足组织修复过程中微环境的动态需求，在骨和皮肤修复模型中，将生长因子纤维连接蛋白与纤维蛋白支架共价结合能够控制生长因子的释放，增加生长因子与基质间的相互作用，并诱导血管生成，利于创面修复。
将人工合成生物材料应用于临床最大的挑战在于其结构的复杂性及功能的多变性。目前新型的生物材料不仅能适应再生组织的复杂环境，而且具有良好的生物相容性及化学特性。尽管如此，仍需在生理及病理性条件下进一步证实这些复杂的合成材料在调节细胞功能、促进组织生长方面的作用。
3.5 创面修复的临床技术
当然，除了基础研究的进步为创面修复带来了契机，显微外科和其他辅助技术的发展也为皮肤软组织缺损带来了有效的修复方法。
(1)植皮术：植皮术是历史最悠久的创面覆盖技术之一，中厚皮及全厚皮的适应证以及取皮供区的选择已经过了数代的改进。中厚皮移植具有切取方便及切取面积大的优点，在同一个位置可以反复切取使用，但由于其缺乏皮肤附属器官，受区感觉恢复差，易发生瘢痕粘连。而全厚皮移植尽管切取面积有限，但是其愈合后外观功能较好，可以用于一些关节周围软组织缺损的修复；
(2)组织扩张术：组织扩张术在供区软组织量有限的情况下十分常用，皮肤及皮下组织在张力下发生过度角化，起初它的厚度慢慢变薄，但待扩张器取出后扩张皮肤的厚度会慢慢恢复。组织扩张术最大的缺点就是治疗周期太长，不适用于急诊软组织缺损的修复；
(3)局部组织成形术：局部组织成形术是最常用的软组织覆盖技术之一，它利用皮肤组织的延展性可以覆盖小面积的软组织缺损，但对修复医师判断局部皮肤血供的要求也比较高，因为局部蒂部宽度的限制以及张力过高均会发生皮肤坏死；
(4)肌瓣和筋膜瓣：组织可以以其供血动脉的血管蒂进行旋转来覆盖周围的软组织缺损。据此，肌瓣和筋膜瓣可被用于四肢，头颈和躯干部位软组织缺损的修复。因其血供丰富，具有一定的抗感染能力，可用于感染创面的覆盖，死腔的填塞等。如今，肌瓣不仅用于传统的创面覆盖，还能用于肢体功能重建；
(5)穿支皮瓣和皮神经营养皮瓣：穿支皮瓣和皮神经营养皮瓣是近几年来显微外科发展的又一个里程碑，穿支皮瓣通过主干动脉的穿支血管供血，不仅可以保留主干动脉的完整性，还可以保留皮瓣下的肌肉和筋膜组织，大大降低皮瓣的供区损伤。而皮神经营养皮瓣通过携带皮肤的皮神经，以皮神经周围的链式血管网作为皮瓣的轴型血供，大大增加了其切取的范围。笔者将这两种类型的皮瓣进行结合，设计了以穿支血管为蒂的皮神经营养血管皮瓣，在减少供区损伤的同时增加了皮瓣的切取面积，在临床上得到了广泛的应用。
4 面临的难题及新领域
创面修复累及因素较多，单因素修复效果往往有限，困难重重，新的修复技术或生物学方法将为创面愈合的治疗与转化提供新的思路。
4.1 微生物
皮肤是暴露于外界环境中的一个器官，表面含有复杂多样的微生物种群。创面的形成将内部器官置于外部环境中，因此对正常创面愈合过程中微生物种群的了解与区分有助于难愈性创面的修复[36]。多种群的存在将增加创面表面的生物载荷，形成菌膜，不利于慢性创面的修复，过度使用抗生素也容易引起耐药菌群的大量繁殖[37]。临床上利用活检对患者创面菌群进行精确诊断有助于治疗方案的制定。
4.2 老龄化
慢性创面另一特点是多发生于老年患者。不管是动物实验还是临床试验均证实年龄增加，创面修复速度减慢。如果老年患者合并其他基础疾病如糖尿病或缺血性疾病时，创面菌群也会发生改变，修复明显受抑。据文献报道，其原因可能与性激素水平紊乱有关[38,39]。虽然有临床试验运用激素替代疗法，改善老年症状，但其内在分子老龄化机制及器官功能衰退原因仍然有待进一步研究，才能在治疗上有所突破。
4.3 个体化
由于患者个体之间存在一定的差异，创面的发生、发展，以及转归也因人而异。目前，随着生物技术的发展，利用生物标记物已能够对影响创面预后的相关因素进行鉴别，但对创面修复的结果尚缺乏精确的判断[40]。因此，在临床治疗过程中，可从患者的创面上进行局部采样，从分子生物学、蛋白质组学、微生物组学，以及纳米医学与成像分析局部组织的特异性，从而制定具体的临床修复方案。
5 展望
近年来，大量在动物实验中取得的创面修复机制为临床试验的开展提供了新的思路与方法。为了更好地将基础研究成果进行临床转化，我们需对患者自身及创面情况进行全面了解，对创面修复机制及相关疾病病因有一个全面的把控，制定因人而异的临床修复方法。创面修复是一个复杂的过程，我们应运用分子生物学、细胞生物学的相关理念与成果攻克临床试验与转化中的不足，利用更为精确的分子诊断技术，为临床患者创面修复提供有效的治疗策略。
文章来源：国际外科学杂志, 2016,43(11)
