脱细胞真皮基质在口腔医学领域的应用进展

[提要]脱细胞真皮基质(acellulardermalmatrix，ADM)是近年兴起的新型真皮移植替代材料，由异体或异种皮经过特殊处理制备而成。由于ADM去除了皮肤中的全部细胞成分和部分可溶性蛋白，生物相容性极佳，目前在皮肤烧伤治疗、腹壁缺损修补、硬脑膜修复、软硬组织充填和美容整形方面得到广泛应用。作者着重对ADM在口腔医学领域的应用进展进行综述，同时也对其制备和生物学特性作了简单介绍。[关键词]脱细胞真皮基质;缺损修复;组织充填;口腔医学脱细胞真皮基质(acellulardermalmatrix，ADM)的研究最初集中在烧伤领域。对于烧伤引起的皮肤缺损，临床上主要采用自体全厚或中厚皮片进行修复，虽然受区修复效果较好，但缺点也非常突出：一是供区损伤严重，术后瘢痕明显;二是供区组织量有限，修复大面积缺损有一定困难。采用刃厚皮片可以在一定程度上缓解组织供给量问题，但由于缺少真皮支持，皮片成活后受区容易形成瘢痕，影响外形和功能，特别是在颜面和关节部位。因此，寻求组织供应充足、能保证真皮厚度的异体材料，成为当时的研究热点。有证据显示，异体皮肤移植免疫反应主要作用于皮肤的细胞成分[1]。在哺乳动物真皮中，由于缺少表达组织相容性抗原的主要细胞，免疫原性极低[2]。1985年，Heck等[3]首先采用异体真皮作为自体表皮载体进行烧伤治疗，获得成功。但未经处理的异体真皮仍然含有成纤维细胞、微血管内皮细胞、皮肤附件细胞等低抗原成分，生物相容性仍有待改善。1993年，Compton等[4]成功制造出无细胞异体真皮基质并应用于临床，使得异体皮移植成功率得到了质的提高。其后，ADM的临床应用普遍开展，并由单纯的烧伤治疗延伸到腹壁缺损修补、硬脑膜修补、软硬组织充填等多个领域[5～7]。由于口腔黏膜与皮肤结构和功能相似，近年来，ADM在口腔黏膜缺损修复中也得到了广泛应用，并迅速拓展到口腔医学各个学科。本文着重对ADM在口腔医学的应用进行综述，同时也对ADM的制备和生物学特性进行介绍。1ADM的制备和种类制备ADM的关键是尽可能去除皮肤的细胞成分，保留真皮内的细胞外基质，维持完整的胶原形态和基底膜结构。ADM的制备方法很多，最常用的是Dispase-Triton法和NaCl-SDS法。前者先用Dispase或胰蛋白酶消化皮片，再用Triton-100洗涤，去除组织内的细胞和抗原成分[2]。后者先以高渗NaCl去除表皮，再用SDS液洗脱细胞[8]。只要控制得当，两者均能达到彻底脱细胞的目的，但有报道[9]认为，后者基质中残留了较多的抗原成分。除上述方法外，其他方法还有低浓度胰蛋白酶法、反复冻溶法、NaOH消蚀法和平衡盐孵育法[10，11]。根据供体来源，临床应用的ADM可分为异体ADM和异种ADM。前者来源于人体皮肤，后者主要由猪皮制备。根据ADM外形，可分为片状ADM和微粒型ADM。微粒型又称可注射型，多用于凹陷畸形的微创充填。根据制备后胶原分子的化学结构，又可分为交联型和非交联型。修复上皮缺损时，通常选择非交联型，移植后吸收改建快。若进行组织充填，则可选择交联型，移植后胶原改建慢，外形更稳定[12]。2ADM的生物学特性2.1ADM的成分ADM去除了表皮细胞和真皮中的成纤维细胞、微血管内皮细胞、皮肤附件细胞、朗格汉斯细胞及部分可溶性蛋白，仅保留细胞外基质和相对完整的基底膜[9]，因此主要由纤维性结构构成，基本成分包括Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、Ⅳ型胶原、Ⅶ型胶原、弹性蛋白、层粘蛋白、硫酸角质素和纤维连接素等[8，9]。制备方法不同，ADM的基质成分略有差异，Dispase-Triton法制备的ADM中，Ⅶ型胶原和纤维连接素几近消失[9]。采用NaOH消蚀法，胶原保存完好，但基底膜破坏严重[10]。基质成分的差异对ADM移植后的生物学行为会产生一定影响。2.2ADM的生物相容性如前所述，皮肤移植的免疫反应主要作用于表皮细胞、真皮中的内皮细胞及成纤维细胞，细胞外基质和胶原的免疫原性极低。ADM清除了皮肤中的上皮成分，具有良好的生物相容性，因此可在体内长期存留。大量研究证实，异体ADM移植不存在临床可见的排斥反应，也未检测到明确的组织器官毒性和细胞毒性[13]。但种属来源不同，ADM移植后的局部反应也存在差异。一般认为，异种ADM不会引起急性排斥反应，是否存在慢性排斥则有争议。多数作者临床应用异种ADM时，没有观察到明显的排斥反应。但组织学研究发现，大鼠体内移植猪ADM后1a，局部仍能检出广泛的宿主抗猪体液和细胞免疫反应[14]。姜笃银等[15]用猪ADM修复人烧伤创面时也观察到类似现象：尽管全部病例近期效果良好，但移植12.8±6.9周后，却有少数病例出现严重的迟发性排斥反应，最后ADM被完全排斥。虽然不能排除制作方法或工艺的影响，但也提示，对异种ADM移植的远期疗效应予重视。由于交联型ADM引起的早期炎性反应较非交联型明显[12，15]，采用交联型异种ADM移植时需特别注意。2.3ADM的作用机制在皮肤移植中，真皮成分的多少是影响创面愈合后弹性和外观的重要因素，创面挛缩程度和瘢痕形成量与真皮含量成反比[16]。当真皮不足时，迁入的成纤维细胞合成不成熟的细胞外基质，改建后即形成瘢痕[17]。由于ADM包含真皮全层，胶原和基底膜保存完好，移植后不仅可以提供足够的真皮含量，还能提供规则排列的胶原纤维和弹力纤维[18]，因而杜绝了形成受区瘢痕的组织学基础。不同ADM移植方式的作用机制不同，概括而言，ADM具有三方面功能：创面覆盖作用、引导组织再生作用和支架作用。修复上皮缺损，主要发挥创面覆盖和引导组织再生作用。ADM外侧基底膜可为上皮细胞移行提供平台，加速上皮化进程。作为充填材料，真皮内的网状结构又可为血管内皮细胞、成纤维细胞的附着和迁移提供良好的支架，促进血管化进程。研究发现，ADM移植体内2周后，基质内有新血管形成[19]。而在开放创面，血管化进程在移植后1周已启动[2]。成纤维细胞的迁入同时进行，ADM移植5～8周后，新生成纤维细胞已能合成自体胶原，而来自ADM的异体胶原，移植2a后仍有存留[20，21]。因此，整个移植后改建过程中，ADM体积基本维持稳定。但在新生成纤维细胞分泌自体胶原前，ADM还是存在移植后吸收。由于植入部位、材料类型不同，各家报道差异较大，从无吸收到3个月吸收48%不等，多数介于15%～20%，主要发生在移植后4～6周内，吸收程度与植入部位血供状况、是否暴露、脱水和水化程度、是否活动以及是否存在轻度炎症或慢3ADM在口腔医学领域的应用ADM在口腔医学领域的应用，以牙龈萎缩治疗最早，资料也最全面，其次是腭裂修复。国内报道多集中在近年，偏重黏膜缺损修复和腮腺术后Frey综合征的防治。3.1在口腔黏膜缺损修复中的应用相对烧伤造成的皮肤缺损，口腔黏膜缺损一般面积较小，ADM移植后周边上皮向中心移行，最终完成上皮化过程并不困难。因此，相关研究也多采用ADM单独移植。概括而言，ADM修复黏膜缺损的适应证包括：黏膜白斑切除、舌原位癌切除、腭部良性肿瘤切除、牙龈瘤切除、浅表脉管畸形切除、前庭沟加深术、瘢痕切除及外伤性黏膜缺损[18，23～25]。涉及部位包括唇，颊，舌，口底，口腔前庭，牙龈，硬、软腭，扁桃体和上颌窦[18，23～26]。国内报道最小修复面积1.44cm2，最大14.00cm2，成活率95%～98%以上[18，23，24]。临床未见明显排斥反应，失败病例多为ADM溶解所致，可能与ADM和受区贴敷不严，受区止血不彻底以及血肿造成ADM与基底组织分离有关[24]。因此，采取适当方式保障ADM与受区严密贴敷(图1)，是成功修复上皮缺损的关键。ADM移植失败的另一原因是缺损过大。有报告采用255cm2的ADM修复上颌窦癌切除后遗留的创面，发现ADM中心部位有点状干性坏死，作者认为可能与上皮细胞不能及时爬行到中心区域有关[23]。究竟多大的黏膜缺损是单纯ADM移植的极限，尚无报道。Rhee等[25]曾采用ADM修复咽侧黏膜缺损，平均面积25cm2，移植后均获成功。为寻求修复大面积口腔黏膜缺损的有效方法，保障ADM充分上皮化，复合移植是值得探讨的方向。Izumi等[27]将口腔黏膜上皮细胞接种到ADM表面，通过体外培养，获得复合ADM，但尚未进入临床应用。3.2在腭裂和口鼻瘘修复术中的应用过去20年，腭裂修复取得了极大进展，但仍然面临复裂和功能重建两大难题。据报道，腭裂复发率为11%～23%，主要与裂隙较宽、黏骨膜瓣张力过大有关[28]。张力过大的另一结果是术后瘢痕严重，软腭挛缩，影响语音。为关闭过宽裂隙，过去多采用舌瓣、颊脂垫瓣或颊肌黏膜瓣修复。2003年，Clark等[29]用ADM代替局部组织瓣进行裂隙封闭，7例患者全部成功，无复裂，也未观察到瘢痕挛缩和软腭变短;有趣的是，尽管有2例因裂隙过宽，术后口腔侧黏骨膜瓣裂开，ADM暴露，但4周后ADM仍能完全上皮化，最终将裂隙封闭。作者认为，在黏骨膜瓣和硬腭间插入ADM，即使遗留1～2mm的裂隙不能关闭，也不会影响修复效果。由此推测，植入ADM还可能具有预防复裂的作用。这一观点随后被证实，Steele等[30]选择2组连续病例，一组采用传统两瓣法，另一组在黏骨膜瓣下植入ADM，修复成功率分别为83.3%和100%。换言之，联合ADM可以降低16.7%的腭裂复发率。对于腭裂术后的口鼻瘘，由于存在局部瘢痕，术后再次复裂的比例高达9%～65%[31]。受ADM修复腭裂启示，Kirshner等[31]首先通过动物试验探讨了ADM修复口鼻瘘的可行性。研究发现，即使不封闭鼻腔黏膜，或口、鼻腔黏膜均不能完全封闭，置于骨面和黏骨膜瓣间的ADM仍能完全上皮化而将瘘口修复。随后尝试9例患者均获成功，其中第1次接受修复手术6例，第2次2例，第3次1例。1例在修复口鼻瘘的同时行牙槽裂修复，术中将ADM植于松质骨和牙龈之间，创口愈合未受影响，无松质骨外漏[31]。Cole等[32]应用ADM修复口鼻瘘5例，也取得了满意效果。3.3在腮腺切除术中的应用Frey综合征是腮腺切除术后的常见并发症，表现为进食时腮腺区皮肤潮红和出汗，机制是手术造成腮腺咬肌筋膜损伤或缺损，节后副交感神经暴露，与支配汗腺的神经发生错位交联，遇到食物刺激需分泌唾液时，错位交联区的汗腺接受信号而同时分泌汗液。采用自体组织将副交感神经和皮肤汗腺神经隔离，是预防Frey综合征的有效方法，包括颞肌筋膜、大腿阔筋膜、胸锁乳突肌瓣以及自体脂肪组织等。但自体移植需开辟第二术区，增加了患者的痛苦和手术时间。2001年，Govindaraj等[33]采用ADM置于腮腺咬肌筋膜和残余腮腺组织之间，有效降低了Frey综合征的发生。其后Sinha等[34]也有类似报道。叶为民等[35]采用ADM预防腮腺术后Frey综合征64例，结果显示，未植入ADM组，Frey综合征主观发生率63.33%，客观发生率80%。植入ADM后，主观发生率3.33%，客观发生率6.67%，表明ADM是预防腮腺术后Frey综合征的理想材料。该研究同时显示，术中植入ADM还有预防涎漏的作用。在腮腺切除术中植入ADM，另一个作用是可以有效充填术区凹陷，改善腮腺区术后外形。3.4在颜面畸形整复中的应用ADM在颜面整复中的应用主要包括老年性唇皱缩和颜面凹陷畸形的治疗。早期的丰唇手术多采用自体真皮，制成条状后，埋植于唇上1/3皮下，并固定在口轮匝肌上。为改善手术效果，Guerrissi等[36]在植入自体真皮的同时埋植1块ADM，获得了满意的丰满度。Tobin等[37]植入卷筒状ADM进行上唇整复，临床效果也不亚于自体真皮移植。随着材料学的发展，现已研制出可进行组织内注射的微粒型ADM。Sclafani等[38]采用该型ADM治疗唇皱缩畸形24例，随访3～12月，美学效果满意。除真皮外，传统丰唇术还包括自体脂肪移植，缺点是吸收明显。Castor等[39]联合应用自体脂肪移植和ADM，整复效果优于单纯脂肪移植。对于手术、创伤和发育造成的颜面凹陷畸形，ADM充填在整形外科界已被广泛采用，充填部位包括鼻翼、鼻唇