关键词：快速扩张；常规扩张；生物力学
〔摘 要〕 目的：了解常规及快速扩张后皮肤的生物力学变化，为临床应用提供参考。方法：以豚鼠背部为扩张模型，制备样本，用拉力试验机测定扩张后即时、1月、2个月、3个月、6个月皮肤的断裂负荷、最大拉伸长度及最大钢度。结果：常规扩张或快速扩张后，皮肤的各项生物力学指标均较正常减少，但随时间推移，向正常恢复。结论：两种扩张方法都导致皮肤内部结构损伤，弹性及韧性下降。
Experimental Research on Biomechanics of SkinExpansion Zhai Xiaomei, et al. Dept of Plastic Surgery of the 1st AffiliatedHospital of Henan Medical University 450052
[Abstract] To investigate the biomechanical changes in skin after expansion,we used guinea pig as model. The breaking load, the maximal stretch elongation andstiffness of the skin on the back of the animal were measured using a tensiometer at themoment of expansion and then at 1, 2, 3 and 6 months after expansion. After conventionaland rapid expansion, these biomechanical data were lowered significantly but turnedgradually to normal as time passed.. The results revealed that both expansion methodsresulted in skin structure injury. Skin elasticity and stiffness were lowered
[Key words] Rapid expansion conventionalexpansion biomechanics
皮肤扩张术在临床应用已较为广泛，常用的扩张方法有常规扩张法(扩张时间6-8周)及快速扩张法(扩张时间2周)两种。扩张的过程中，在机械性张力的作用下，皮肤内部结构损伤，弹性和韧性发生变化，生物力学指标可以反应这些改变。本研究以豚鼠为模型，对比研究常规和快速扩张后皮肤的生物力学变化，以期为临床应用提供参考。
材料与方法
1.实验动物及分组： 短毛豚鼠70只，体重0.55-0.60kg，随机分为3组：正常对照组10只常规扩张组30只，快速扩张组30只。
2.手术方法： 麻醉消毒后，将30ml园形软组织扩张器置入豚鼠背部，按分组进行扩张，常规扩张组：首次注射生理盐水6ml，每周注入1次，每次4ml，6周完成扩张。快速扩张组：首次注入6ml，后隔日注入1次，每次4ml，2周完成扩张。扩张后，将扩张器取出，切去周围相应大小的正常组织，扩张皮肤原位缝合。
3.取材及样本制备： 在扩张完成后即时、1个月、2个月、3个月、6个月分别从常规扩张组及快速扩张组中每次随机抽取5只动物，将扩张皮肤取下，从其中部取材，制备10个样本，进行生物力学测试。样本规格：哑铃形，长1.5cm,宽0.4cm,厚0.02cm。从正常组中抽取10只样本作为对照。
4.仪器及测试指标： 英国LLOYD Ltd 的L-6000型拉力试验机，精确度0.01mm，荷载0.01N，拉伸速度10 mm/min,自动描记拉力-伸变曲线。测试指标：断裂负荷、最大拉伸长度、最大钢度。测试时房间温度20c，湿度50%。
结 果
常规扩张组和快速扩张组的断裂负荷较正常组显著减少，扩张后即时，快速扩张组较常规扩张组减少的尤为明显。扩张后6个月，两组的断裂负荷有所增加，但仍较正常组少。最大拉伸长度和最大钢度亦表现相似改变。具体结果见表1～3。
表1 快速扩张组与常规扩张组各时期断裂负荷(x±s)，单位：N
| 组 别 | 常规扩张组 | 快速扩张组 | 正常组 |
| 时间 | |||
| 扩张后即时 | 59.05±7.44* | 40.13±5.02*△ | |
| 扩张后1月 | 80±9.64* | 80±10.24* | |
| 扩张后2月 | 75.42±9.49* | 77.44±9.89* | 129.22±12.87 |
| 扩张后3月 | 100.01±12.84* | 100±13.87* | |
| 扩张后6月 | 91.51±8.10* | 91.55±14.20* |
表2 快速扩张组与常规扩张组各时期最大拉伸长度(x±s),单位：mm
| 组 别 | 常规扩张组 | 快速扩张组 | 正常组 |
| 时间 | |||
| 扩张后即时 | 27.33±1.87 | 27.39±1.79 | |
| 扩张后1月 | 28.9±1.45 | 27.81±1.72 | |
| 扩张后2月 | 31.84±1.48 | 30.26±1.9 | 35.04±1.65 |
| 扩张后3月 | 30.68±2.10 | 29.51±1.37 | |
| 扩张后6月 | 35.86±2.64 | 33.0±2.64 |
表3 快速扩张组与常规扩张组各时期最大刚度(x±s)单位：N/mm
| 组 别 | 常规扩张组 | 快速扩张组 | 正常组 |
| 时间 | |||
| 扩张后即时 | 4.19±0.67 | 3.67±0.62 | |
| 扩张后1月 | 4.93±0.80 | 4.86±0.82 | |
| 扩张后2月 | 5.04±0.74 | 5.08±0.71 | 9.19±0.67 |
| 扩张后3月 | 5.89±0.72 | 5.96±0.64 | |
| 扩张后6月 | 6.06±0.65 | 6.19±0.71 |
讨 论
皮肤扩张通常认为是机械性压力刺激其生长，加上周围组织的动员补偿，从而产生“额外”的皮肤[1] ，也有研究认为，扩张是介于组织再生修复与瘢痕修复之间的一种中间状态[2] 。本研究结果表明，扩张后皮肤有结构性损伤，弹性和韧性均下降。
断裂负荷是指将样本拉伸至断裂时所需施加的外力，最大拉伸长度反映的是样本的变形能力，即伸展性的大小，最大钢度为单位伸长所需施加的外力，即拉力—伸变曲线的斜率，反映物体抗变形的能力。皮肤的物理性状取决于真皮内的胶原纤维和弹力纤维，胶原纤维较粗，韧性大，弹性小；弹力纤维较纤细，弹性大，韧性小[3，4] 。本实验结果显示：扩张后皮肤的断裂负荷、最大钢度和最大拉伸长度均较正常减少，表明扩张导致皮肤的胶原纤维、弹力纤维结构排列发生改变，皮肤有结构性损伤并使其生物力学性质改变，尤以扩张后即时最为明显。扩张后6个月，较扩张后即时有明显改善，但仍未恢复正常，说明半年时间不足以修复扩张后组织损伤。
在制备生物力学样本时，与Schneder等人的实验不同，没有去除纤维包膜[5] ，一是因为纤维包膜很难与扩张皮肤分离，二是纤维包膜对扩张皮肤有支持和血供作用，去除包膜后生物力学测试对临床无多大的指导意义。
常规扩张后即时，断裂负荷为59.05N，快速扩张组是40.13N，两组相比，有显著性差异，表明快速扩张后的皮肤比常规扩张后易拉断，造成的组织损伤明显，在急需时，可用快速扩张法，而在择期手术时，以常规扩张法为宜。两组与正常相比，各项指标均减少。生物力学性质的变化说明，扩张后皮肤有一定程度的损伤，伸展性下降及抗变形能力降低，提示在临床工作中，将扩张皮肤用于关节部位创面修复时，尤应注意其生物力学性质的改变，缝合口的张力要小。
参考文献
[1]RodovanC.Reconstruction of the breast after radical mastectomy using a temporary expander.PlastSurg Forum.1978,1:41
[2]范志宏,崔磊,钱云良，等.扩张后皮肤组织自身修复过程动态观察的实验研究.中华医学美容杂志，1998，4：76
[3]MccarthyJG.Plastic Surgery,volumel.Philadelphia:W.B.Sauders Company.1990,P477～478
[4]BaroneFE.The biomechanical and histopathologic effect of surface exturing with silicone andpotyurethane in tissue implantation and expansion.Plast Reconstr Surg,1992,90:77
[5]SaSaKi,GH.Intraoperativesustained limited expansion as an immediate reconsrtuctive technique.Clin PlastSurg.1987,14:563