不是所有的伤口都能靠时间来愈合(难以愈合的伤口)
在重症监护病房里,一位烧伤病人正在恢复。摄影:GAETAN BALLY, KEYSTONE VIA REDUX
撰文:MERYL DAVIDS LANDAU
两年前,Jacob Hyland和妻子Jamie带着小宝宝一起回到位于华盛顿州乡村的家中。他们不知道,冷泉大火近在咫尺。在这片16万平方米的牧场,没有无线网,也没有手机信号,因此他们没有收到撤离火场的警告。大火最终吞噬了约800平方公里的土地。
凌晨1点,当时33岁的Jacob发现天空中出现了大片橙色,他已经无处可逃了。一家人挤在岩壁前,直至大火逼近;时速80公里的狂风助长了火势,四下里宛若地狱。他们吸入浓烟,被大面积烧伤,拼尽全力跋涉到流经这片土地的哥伦比亚河,希望能获救。不幸的是,他们的儿子Uriel没能活下来。两天后,这对夫妇躺在岸边,意识恍惚。鱼类和野生动物保护委员会的一艘船发现了他们,并迅速用救护车把他们送到西雅图华盛顿大学港景医疗中心的烧伤科。
Jacob同意接受采访,他全身超过30%的地方三度烧伤,双手被烧得面目全非。他的医生、重症监护医师Sam Arbabi说,这种程度的损伤需要大批护理人员悉心照顾,以防病情加重。
经过重症监护,Jacob和Jamie活了下来。但皮肤修复过程很艰难,要在医院待几个月,而且Jacob还要做十几次手术。
对于医学专家来说,治疗复杂的创面,尤其是Jacob这样的大面积深度烧伤,仍是很大的挑战。但经过几十年的不断积累,新技术带来了新希望。“伤口护理是一个非常活跃的研究和创新领域,因为适用于很多类型的人”,包括做手术的病人,在家割伤自己的人,以及意外被化学烧伤的工人,整形外科医生Andrew Vardanian说。他在加州大学洛杉矶分校医疗中心治疗重伤病人。“伤口很常见,因为每个人都有皮肤。”越来越多无家可归的人也容易被烧伤,因为冬季常用来取暖的丙烷很容易点燃,Arbabi说。
医生和研究人员预计,未来几年受伤人数会有所增加,不仅仅因为野火;近年来野火频发,部分原因是气候变化。美国人口正在老龄化,老年人的皮肤更薄,更容易受伤,恢复速度更慢。此外,还有3400万美国人患有糖尿病,8800万人处于糖尿病前期。这种疾病的特点是伤口无法自然愈合。
科学家最有兴趣的是干细胞。多年来,相关研究进展缓慢,如今研究人员终于发现它们在促进伤口愈合方面的潜力。
“早期结果令人兴奋,意味着这将是很好的治疗方法,”皮肤病理学家、哈佛干细胞研究所皮肤项目的联合主任George Murphy说,该项目也参与了部分研究。
至于Jacob的伤口,医生用名为“ NovoSorb BTM”的新型合成生物可降解聚合物,暂时缝合一些伤口,帮助生成健康组织,之后将利用大腿、尸体和动物,把皮肤移植到双手上。其他替代皮肤来自一种新型细胞采集设备Recell,这个设备在溶液中培养了Jacob的少量健康皮肤细胞,可以进行大面积喷涂,让伤口更快愈合,留下的伤疤更少。
Jacob以前是一位泥瓦匠,现在连钥匙和茶杯都拿不稳;虽然他的双手再也无法像以前那样工作,但他很高兴医生能挽救烧焦的四肢,并进行移植。“如果不移植,我想我可能已经死了,”Jacob说。他对于使用了喷涂细胞的右手手背皮肤的柔软度尤其惊讶,“科学拯救了我。”
帮助身体自愈
根据医学杂志记载的伤口愈合史,小伤口的治疗方法和近5000年前一块泥板上的描述差不多:清理并包扎伤口,剩下的工作交给大自然。
大部分时候,这种办法是有效的。被菜刀划伤手指或是被炉子烫伤手肘后,当我们忘记疼痛,开始做沙拉时,体内的一支隐形大军立即开始进行愈合工作。这是因为皮肤是抵御大量微生物的第一道防线,如果微生物进入人体,会造成损伤,而伤口削弱了防御效果。
即使是对较大或复杂的伤口,医疗干预的主要目的也是为奋战的战士们提供支持。伤口愈合分为四个互相重叠的阶段。首先是止血,血管收缩凝结,快速堵住伤口,防止出血。第二阶段是炎症期,伤口充满了小分子蛋白质,它们召唤免疫细胞,刺激替代组织生长。
一直以来,医生认为最初的炎症会阻碍愈合,但现在他们发现,炎症在动员重建组织所需的细胞方面,起到了重要作用,约翰霍普金斯大学的移植组织工程中心的主任、生物工程师Jennifer Elisseeff说。
第三阶段是增生期,胶原蛋白(一种提供结构支撑的蛋白质)、酶、心血管和其他物质重建伤口。最后在成熟期,疤痕形成,下方的组织继续增强。
干细胞治疗的前景
当然,像烧伤这样的重伤,由于受伤面积大和所造成的创伤,愈合过程会遇到阻碍。很多糖尿病患者的腿部溃疡愈合缓慢,因为这种疾病导致血管狭窄,流向伤口的氧气和营养物质受限。
然而,即使是最好的情况下,愈合后的皮肤也不会像以前那样正常工作。这是因为感觉神经、汗腺、毛囊、常驻免疫细胞和其他所有的复杂结构,通常位于皮肤的第二层,即真皮层,它们不会重建。“从结构和功能角度来看,皮肤是一种神奇的器官,愈合后得到的是一块皮革补丁,”Murphy指出,这样的皮肤能保护身体,但缺少正常皮肤的很多功能。
这也就是为什么科学家一直对干细胞很感兴趣,尤其是自然存在于皮肤中的间充质干细胞,因为它们有可能加速愈合,Murphy说。从子宫里的婴儿身上,就可以看出这些干细胞的力量,因为此时皮肤完全再生,没有留下任何伤疤。但由于某些未知原因,出生后干细胞失去了这些能力,Murphy说。
科学家对时光倒流很感兴趣,最终成果斐然。在今年1月发表的一项研究中,科学家对31个人进行了测试,他们患有开放性腿部溃疡,即静脉性溃疡,一直无法愈合。研究利用了一种名为ABCB5 的间充质干细胞,它们本身就能避开免疫系统排斥。这些细胞取自人类捐献者的皮肤,在液体悬浮液中浓缩,然后被置入伤口,覆盖敷料。在3个月治疗时间里,这些曾经顽固的伤口平均缩小了76%。根据德国Rheacell公司未发表的研究,针对足部溃疡也产生了类似的效果。这家公司生产了这些特别的间充质干细胞。
不过,Murphy表示,仍需要更多、更大型的临床测试。哈佛干细胞项目的联合主任Markus Frank是Rheacell公司临床测试的研究人员。想要将干细胞用于护理伤口,这些早期结果是重要的一步。“在我看来,最终目标不仅仅是利用干细胞,而是通过再生愈合伤口”,恢复皮肤受伤前所有的复杂性,他说。
利用免疫反应
伤口愈合的另一种策略是利用免疫系统,研究人员直至最近才注意到这之间的关联。约翰霍普金斯大学的Elisseeff在一次临床测试中对这个领域产生了兴趣。她在检测重建面部组织的生物材料时发现,聚集的免疫细胞类型取决于临近组织。现在,她很确定,免疫细胞是再生过程中的关键因素。
因为这个初步发现,她开始检测定向再生免疫学,包括在实验室动物身上进行研究。她发现,植入特定生物材料会增加免疫系统B细胞的数量和存在时长,这种细胞会产生一种与伤口愈合有关的抗体。
Elisseeff还发现,随着年龄增长,免疫系统的T细胞(通常帮助身体抵抗外来入侵者)在伤口停留的时间更长,导致不必要的伤疤。在一项小鼠研究中(尚未经过同行评审),科学家发现,与老化的T细胞的信息交换改变是罪魁祸首,它会抑制某些促进愈合的免疫信号分子。
已有的新技术
与此同时,医生们不会等待创新技术进入临床。近年来,市场上已经出现了一些创面愈合新产品。
除了Recell公司的喷涂皮肤移植,美国食品和药物管理局还批准了一款名为Epicel的产品。它利用烧伤患者的少量皮肤,在实验室培育出移植皮肤,放在脚手架上,用来治疗大面积伤口。虽然这种工程皮肤替代品目前价格高昂(Arbabi说,覆盖严重烧伤的躯干需要几十万美元),但也是重大进步。
另一项创新是手术伤口缝合后使用吸引装置。负压,即利用吸力促进血液流动和减少肿胀,已被证明对开放性伤口有帮助。近年来,3M公司通过Prevena设备,在术后一周内用负压缝合伤口。去年发表的一项多中心研究中,有300名二次接受全膝关节置换术患者,结果显示,与使用传统伤口敷料的患者相比,使用这个设备一周的并发症减少了75%。
敷料本身也在进步,这是几千年来,治疗伤口的基本步骤之一。敷料是指直接放在伤口上帮助其愈合的东西,动物脂肪、蜂蜜、草药调和物品都曾被用作敷料。今天的敷料用的是从藻类提取的凝胶状合成物质,即水胶体敷料,泡沫或薄膜,保持伤口水分平衡,提供药物甚至生长因子,促进愈合。
虽然有了这些改进,“但目前仍没有完美的产品”,伦敦的生物材料专家Alexander Seifalian说。他最近回顾了伤口敷料的发展情况,论文发表于《国际伤口杂志》。
对敷料的研究仍在继续,包括尝试加入磁性纳米粒子或干细胞。Seifalian的公司正在研究用石墨烯这种更强力但轻便的材料制作敷料。
然而,对于一些伤口来说,与其说是创新,不如说是尝试现有的选项。西雅图高级法院的退休法官Susan Craighead就是这样,她出生时就患有遗传性表皮分解性水疱症,皮肤很容易起水疱和撕裂。多年来,她为背部、臀部和躯干上几厘米长、不断渗液、无法愈合的伤口,试过无数种敷料。
20年前,她发现一种硅胶敷料效果不错,但伤口依然存在,而且最近经常感染。一年前,她换了新医生Arbabi,后者推荐了Xeroform,并在局部位置涂抹大量抗生素。Xeroform是一种网状物,有几十年历史,其中含有金属铋的衍生物,而铋具有抗菌性等多种特性。
“几周之内,多年来的胸部溃疡消失了,”Craighead惊叹道。背部溃疡也有了很大的改善,虽然臀部依然疼痛。“我的医生认为这只是一个简单的建议,但对于我来说,这改变了我的生活。”
至于Jacob Hyland,他和妻子经历了大面积烧伤和丧子之痛,永远无法彻底痊愈。但他对于先进的治疗心怀感激,随着病情改善,他终将迎来新生活。
(译者:Sky4)
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