為修復自己的「天然皮衣」人類有多拼?「魚皮繃帶」是燒傷救星嗎

2021-01-09 網易

  俗話說

  「人活一張臉,樹活一張皮」

  人類對外在形象的關注

  在動物界大概很難找到對手了

  然而

  臉皮「丟」了尚且還能找機會彌補

  身上的真皮受損了也能簡單修復嗎

  皮膚科專家的回答是:未必

  根據世界衛生組織的統計數據,全球每年至少18萬人死於燒傷,其中又以非洲、東南亞等中低收入國家為重災區。在印度,每年都有一百餘萬人遭受著重度燒傷之苦,而在埃及、巴基斯坦等地區,被燒傷的孩子最終留下不同程度終身傷殘的比例更是達到了驚人的18%。

  治療燒傷患者,衛生部門要投入巨大的經費支持。2000年,美國醫療機構治療兒童燒傷的直接投入為2.11億美元;2007年,人口只有美國六十分之一的挪威,僅用於醫院燒傷管護的投入就高達1270萬美元。可以說,這種級別的投入對於許多發展中國家而言,實屬沉重的負擔。

  另一方面,即便拋開經濟上的顧慮,燒傷治療也不是簡單的事。患者在治療過程中除了要面對「異體皮源稀缺」「術後風險大」等一系列問題,還要承受巨大的生理痛苦——在一些傳統治療中,醫生需要使用紗布將含銀的燒傷膏敷在患者的創面,防止患者出現術後感染。然而,由於傷口需要頻繁更換敷料,而每一次更換都幾近掀開正在癒合的新皮,治療產生的痛苦難以言表。


  ▲由於缺乏安全意識,兒童在家中意外發生燒傷燙傷的風險較高(圖片來源於網絡)

  於是,為了維護身上這層天然的屏障,人類開始了不斷探索新「皮」的道路。

  ○ ○ ○

  人造皮膚造價不菲

  對於燒傷患者而言,皮源不足可能是他們在治療過程中所要面對的頭號難題。理論上,當皮膚缺損量超過體表面積的30%時,患者就沒有足夠的自體皮源用來覆蓋裸露的創面。在這種情況下,人們自然而然就會想到,我們能不能從別處「借」幾片皮膚來應急呢?

  當然可以,但這種做法存在著一定的風險。

  時至今日,異體(人)皮源都被公認為是自體皮源的最佳替代覆蓋物。不過,「別人的皮」也不是那麼容易獲得的。在世界各地,來自捐贈者的皮源普遍短缺。尤其是在發展中國家,異體(人)皮源始終處於供不應求的狀態。以巴西為例,該國可以提供異體皮源的正規機構僅有3家,皮源只能滿足全國不足1%的異體皮源需求。另一方面,儘管異體皮會經過消毒等一系列處理,但同種異體皮移植依然存在一定的健康隱患,可能導致患者感染諸如肝炎、愛滋病等疾病。

  為了從根本上徹底消滅這些隱患,科學家給出了「人造皮膚」這一備選方案。

  1996年,美國Intergra公司模仿天然皮膚,研發了一種全新的人造皮膚。這種皮膚跟真正的人皮一樣,也由表皮層和真皮層共同組成:含矽的表皮層不僅能有效地鎖水保溼、防止細菌感染,還能隨著病人傷口的恢復,逐漸與真皮層自動脫離,這層透明的「皮」 也方便醫生隨時檢查患者的傷口情況;Intergra人造皮膚的真皮層則以膠原蛋白為基底、由網狀纖維為支撐,不僅能幫助人體自我修復,而且在新的真皮形成後被人體吸收。可以說,雖然人造皮膚在技術層面尚不能完全等同於患者自身的皮膚,但是應對較大的傷口、較嚴重的燒傷時,人造皮膚無疑是一種較好的方案。


  ▲Integra人造皮膚材料(圖片來源:mit.edu)

  縱然人造皮膚有上述的種種好處,但由於其結構較為複雜、製作頗為繁瑣,因而成本處於居高難下的尷尬境地,也無法實現市場化生產——在實驗室培養並製作人造皮膚的成本約為139美元/平方釐米。

  自上世紀末開始,隨著越來越多專注研發人體真皮組織替代修復技術的公司出現,人造皮膚的價格成本也有了大幅降低,最低甚至可以到15美元/平方釐米。即便如此,對於大多數生活在發展中國家的燒傷患者而言,人造皮膚仍然是一個遙不可及的奢求。

  海軍軍醫大學附屬長海醫院燒傷外科副主任醫師陳鄭禮指出,公眾應避免神化人造皮膚。「一些人認為,使用人造皮以後就不用取自己的皮了。其實,人造皮膚是一種人工真皮支架,是一種無活性的生物材料。」他說:「它的作用並不能完全替代正常皮膚,我們還是需要同時移植自體的表皮才能組成完整的皮膚層。所以我個人認為,除了成本高之外,人造皮膚的應用範圍也是限制其發展的因素。」

  尋找性價比更高、能惠及大眾的生物敷料,變得更加迫在眉睫。

  ○ ○ ○

  一條羅非魚的妙用

  既然人造的皮膚這麼貴,那麼有沒有什麼替代品可以讓人類「借來」一用呢?

  當然有,比如羅非魚(非洲鯽魚)皮。來自巴西福塔萊薩市何塞·弗洛塔博士研究所的燒傷科主任埃德瑪·馬西埃爾就選擇用它來為人類「重塑」皮膚。


  作為當地規模較大的公立醫院,該研究機構自2016年起就開始嘗試使用羅非魚皮為燒傷患者治療。在臨床試驗中,研究團隊發現:相比於紗布和燒傷膏,以羅非魚皮作為傷口敷料,不僅能夠有效防止創面發生感染,還能幫助患者縮短康復時間;同時,羅非魚皮在治療過程中幾乎沒有副作用,患者非但不用頻繁更換敷料,甚至傷口的疼痛感在貼上魚皮後都有了明顯的減輕。

  「人類的皮膚和血管中有很多1型和3型膠原蛋白,這兩種膠原蛋白能幫助皮膚快速癒合。我們發現,羅非魚的魚皮中不僅富含這兩種膠原蛋白,而且比人類皮膚中的含量高出很多。」馬西埃爾醫生說。通過多年來大量的臨床試驗,馬西埃爾對羅非魚皮的奇妙功效有了更深的認識:「這種魚皮的伸縮性和延展性,甚至是鎖水能力都比人類的皮膚好,所以它對創面的附著能力也很好,非常適合作敷料、幫助傷口癒合」。

  羅非魚皮的治療功效,現年43歲的克勞迪婭有著切身體會:多年前,她因為失手打翻盛有沸水的水壺,導致了手臂上大面積的二級燙傷。在為她剔除了創面的壞死組織後,醫生把一張魚皮貼在了她的傷口上。在癒合期間,醫生們會定期檢查魚皮的貼合狀態,不到十天後,醫生剖開了魚皮,發現克勞迪婭的大部分傷口都已經基本癒合,並長出了新生的肌膚。時至今日,她都忘不了傷口上貼著魚皮的感覺:「涼涼的、很舒服,一點都不痛」。


  ▲巴西醫生為燒傷兒童包裹消毒的羅非魚皮(圖片來源:nbcnews.com)

  ○ ○ ○

  不只魚皮能治燒傷

  羅非魚是第一個被人「借皮養皮」的動物嗎?當然不是。

  歷史上,人們嘗試使用異種皮源治療燒傷的歷史,要比使用人造皮膚早得多。早在1965年,美國就報導了一例利用豬皮作為臨時生物敷料治療燒傷的案例。在科學家實現「人造皮」前,為了提高病人的生存率、縮短病人皮膚功能恢復的過程,也為了改善患者的治療體驗,人們曾經以豬皮、羊皮甚至青蛙皮等各種異種皮膚為研究對象,希望能從動物身上「借」來一層性價比更好、可行性較高的生物敷料。

  相比這些材料,羅非魚不僅燒傷治療效果更好,還有其他的優勢。一方面,這種魚的大規模養殖較為容易,能有效保障魚皮敷料的皮源及價格;另一方面,研究人員已經發現:相較於豬皮、羊皮等,羅非魚皮除了具有更好的粘附性、更高的膠原蛋白含量等優點,其副作用也更小,且不易引發創面感染,傳播潛在人畜共患疾病的威脅也更小。我國研究人員在2017年也曾發表論文稱,羅非魚皮中富含大量的海洋膠原蛋白肽,能減輕患者創面炎症,通過促進肉芽組織的形成、加速細胞的增殖,來有效提高燒傷傷口的癒合。


  ▲近年來另一種引起人們興趣的燒傷治療方案,是利用類似圖中的「皮膚槍」向傷口噴灑自體幹細胞來幫助皮膚組織恢復(圖片來源:倫敦科學博物館)

  不過,想讓羅非魚皮變成像紗布一樣可以輕鬆應用的敷料並不簡單:首先,從漁場收上來的魚需要先置於0.9%濃度的生理鹽水中清洗乾淨。剔骨剔肉後,魚皮要浸入100%的甘油中除菌3小時。完成初步殺菌的魚皮隨後被送去進行二十餘天的放射性照射殺菌,以保證魚皮的物理特性不會受損。最後,在通過無菌檢測後,真空塑封好的魚皮在-4°C以下最長可以保存兩年之久。即便如此,在何塞·弗洛塔博士研究所,這樣一張羅非魚皮的價格還是比含銀的燒傷繃帶要便宜。

  ○ ○ ○

  豬皮還是魚皮?

  「使用魚皮作為生物敷料,的確可以起到保護作用。但是國內目前不怎麼用。」中國人民解放軍空軍總醫院燒傷整形外科主任醫師曹衛紅博士在接受本報記者採訪時說。在他看來,巴西等國家嘗試使用羅非魚皮治療燒傷,很大程度上是受本國國情所限,甚至屬於「無奈的選擇」。

  陳鄭禮也指出,使用羅非魚皮進行燒傷治療具有較大的局限性:「這種療法在技術上的確可行,其優勢是原料價格便宜。對於治療輕度燒傷或是燙傷,其應用很廣泛。」

  陳鄭禮補充說:「但是它的弊端也很明顯,諸如對加工保存工藝的要求很高,尤其不適合比較嚴重的燒傷及感染創面。」在他看來,羅非魚皮在近年來之所以會進入大眾視野,是因為它對於淺度創面的使用範圍比較廣,適合如燙傷、擦傷、輕度燒傷等淺度創面。他強調:「(羅非魚皮)在促進癒合、防止感染等方面的效果的確不錯,但是不適合深度創面和感染創面。一旦皮膚上出現壞死或者已經有大量細菌,這種敷料不僅不能去腐生肌,反而會加重感染。」


  ▲美國加州山火之後,當地獸醫為黑熊施用羅非魚皮治療燒傷(圖片來源:vice.com)

  排異反應小是豬皮相較於其它異種皮最突出的優勢。「由於(豬皮的)排異反應小,一些小兒燒傷患者不需要經常更換敷料,可以減少由於換藥引起的疼痛和二次損傷。」陳鄭禮表示,「應該說,豬皮對於一些對創面癒合要求比較高的淺度燙傷患者,是一種很適合的外用敷料。」

  自上世紀70年代開始,豬皮一直是我國治療燒傷的首選生物敷料。其中,異種新鮮豬皮、輻照豬皮和異種豬脫細胞植皮等,都是較為常見的選擇。深耕燒傷治療多年的曹衛紅認為,羅非魚皮在巴西顯示出的價格優勢,在我國並不明顯:「不管是從技術上還是市場化應用上來說,我國在異種皮源領域的研究其實已經很成熟了。所以豬皮的價格不會太過昂貴。而且相比於豬皮,魚皮的面積通常都比較小,對於治療大面積燒傷是不太實用的。」

  採訪專家 | 曹衛紅(中國人民解放軍空軍總醫院燒傷整形外科主任醫師) 陳鄭禮(海軍軍醫大學附屬長海醫院燒傷外科副主任醫師)

  撰文 | 北京科技報記者 王雪瑩

  圖文編輯 | 丁林

  新媒體編輯 | 唐娉婷

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