新世纪创伤愈合研究的思考
作者:王正国
单位:王正国 400042 重庆,第三军医大学附属大坪医院野战外科研究所
关键词:
中华创伤杂志980602 我们正处在一个世纪之交的转折时期。专家们预测,下一世纪中,生命科学将会得到飞跃的发展。随着高新技术的广泛应用和分子生物学的不断渗透,外科领域中的许多课题也面临着巨大的挑战和机遇,创伤愈合和组织修复就是其中之一。
一、历史和现状
创伤愈合是医学中最古老的课题之一,因为有人类起就有创伤,有创伤就有创伤愈合和组织修复[1]。
据文献记载,约在公元前3 000年,埃及人曾用蜜、油脂和葡萄酒来促进创伤愈合,并曾用缝合术和粘合物来关闭伤口[2]。在我国,约于公元前2 100年~1 600年,相当于夏代,即原始公社制后期和石器时代的晚期,已用砭石、骨针对伤口作按压、放血和排脓[3]。漫长的几千年悠悠岁月,留给创伤愈合方面的经验基本上只是肉眼对创面的观察和治疗方法的改进[4]。19世纪中叶以后,创伤治疗的许多原则已逐渐确定下来,如早期清创、伤肢固定、伤口缝合等[2]。消毒和灭菌技术的创立为创伤愈合提供了良好条件。上世纪末以来,开始运用现代科学手段对创伤愈合进行研究,起初是用组织病理学,接着是用生物化学、免疫学、生物力学、药物治疗学、材料学和外科学等学科,对创伤后的组织修复过程、发生机制、实验治疗等进行了多方面的研究,由此使得创伤愈合研究进入了一个以现代科学为指导的新阶段。在以往几十年中,组织病理学和外科学对创伤愈合研究的贡献最大。
, 百拇医药
通过组织病理学细胞水平的研究,使人们认识到,不同的组织细胞,其再生和修复能力有很大差异。创伤愈合的基础是炎症细胞(如单核/巨噬细胞、中性粒细胞、淋巴细胞等)和修复细胞(如成纤维细胞、成骨细胞、成软骨细胞、内皮细胞、表皮细胞等)的一系列活动,细胞基质也有重要作用[1]。
80年代以后,对各种生长因子在创伤愈合中的作用进行了深入研究,从而使创伤修复研究提高到分子水平[1,2,5]。
在组织修复中,生长因子(应为多肽信号因子)可产生三种生物效应,即趋化作用、合成分泌作用和增殖分化作用。例如:血小板源性生长因子(PDGF)、转化生长因子(TGF-β)、胰岛素样生长因子(IGF)和血小板因子4等可诱导炎症细胞趋化和促进某些细胞增殖,肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素-1(IL-1)表皮生长因子(EGF)和PDGF可刺激成纤维细胞、内皮细胞合成和分泌胶原酶。生长因子还调控细胞的增生,它在促进组织修复的实验研究方面已初见成效[1]。此外,利用转基因技术,促进损伤脊髓修复的研究也正在进行中。
, 百拇医药
外科学对创伤愈合的主要贡献是:采用培养细胞,自体、异体移植物,生物材料或人工材料覆盖创面,应用新外科技术和方法处理创面,以加速其愈合。替代外科学(replacement surgery)应用人工材料可制成人工器官以替代发生毁损伤的器官。
回顾以往,创伤修复的研究已由大体水平、细胞水平进入到分子水平,外科技术上由治疗方法的创新、改进发展到替代外科的出现。进步是显著的, 成绩是巨大的,处在世纪之交的时刻,今后该做什么值得我们认真思考。
二、基本观点
对于创伤愈合,笔者提出以下基本观点供参考:
1.组织修复在正常情况下就存在着。人的整个生命过程,从形态结构方面讲就是许多组织、细胞不断凋亡和再生修复的过程。
2.愈合可看成是一种内环境稳定的功能,先由间质细胞起动,从而使随后的上皮化过程更为容易。愈合涉及到局部趋化、分化和增生过程,由化学性和物理性介质参与调节,类似于生长、发育和衰老过程。溃疡可看作愈合的病症[6]。
, http://www.100md.com
3.创伤后细胞的再生修复,本质上是一种自我保护的生理过程。机体“力图”使受伤的组织达到完全性恢复,在没有条件时也要努力做到不完全性恢复。
4.创伤愈合和组织修复是一个很复杂的过程,是体内许多因素相互制约和相互协同作用的结果。许多全身和局部因素都会影响着愈合效果,很多生长因子对创伤愈合起着调控作用。
5.由于某些病理因素的刺激,或是体内某些与生长有关的因子未能进行正常的调控,因而可出现异常和病理性过度增生,如胶原合成超过溶解,形成瘢痕疙瘩等。
三、策略原则
基于以上基本观点,在进行创伤愈合研究时可确定如下策略原则:
1.力图使受伤者的全身和局部处于最佳的生理状态,如全身免疫功能和营养情况良好,局部血液循环正常,无出血、水肿、感染等,由此可最大限度地发挥机体本身的生理修复能力。
, 百拇医药
2.采取有效措施,确实有效地预防或制止病理性过度增生。
3.对于难愈合的伤口,可在有控制的情况下,寻求和采用超常促进再生修复的各种措施。
4.对于严重的毁损性创伤,依靠机体本身无法修复时,可用人工材料代替之。
5.为了达到以上目的,有必要采用高新技术,加强临床与基础的结合,开展大体、细胞、分子不同层次的研究,同时,还要建立跨医学内各学科(如临床外科、病理、免疫、生化等)和医学外相关学科(如生物力学、材料科学)的横向联系,共同攻关。
在进行创伤愈合的研究时,可同时抓两头:一是治疗方法的创新和改进,证明有效后再进一步探讨其机制;另一是基础研究,特别是各种生长因子调控机制及作用的研究,根据理论研究的成果,寻求相应的促进创伤愈合的方法。应当注意,在探讨某些因子在创伤愈合中的作用时,既要了解单个因子的作用,更要从整体和综合作用的观点来进行评价。
, 百拇医药
四、一点思考
我们早已知道,不同动物或同一动物的不同组织细胞,其再生能力有很大差异。出现这种差异的原因究竟是什么不外乎细胞本身的特性(生理的、结构的、遗传的等)和环境的特性,如果我们能查明这种差异,并且在有控制的条件下使某些再生能力弱或不具再生能力的细胞也具有再生能力强的那些细胞的特性,或是消除不利于再生的环境因素,则有可能促进创伤愈合和组织修复,特别是难愈合伤口的修复。姫克隆羊的技术发展给我们很多启示,目前虽不能把已毁损的部位(如一个肢体)重新克隆出来,但是,今后能否通过克隆技术或类似的生物技术研制出自体性的修复材料,值得我们去思考和探索。
展望未来,尽管征途遥远,但前景无限光明。我们深信,下一世纪创伤愈合的研究,一定会比本世纪有更大的发展。
作者系中国工程院院士
参考文献
, http://www.100md.com
[1]王正国.创伤后组织修复研究的现状与展望.中华创伤杂志, 1995,11∶131-133.
[2]付小兵.古代对创伤的治疗;创伤修复的分子生物学.见:付小兵,王德文主编.创伤修复基础.北京:人民军医出版社, 1997,4-10,127-166.
[3]王正国.创伤概念及创伤医学发展史.见:黎鳌主编.现代创伤学.北京:人民卫生出版社,1996,84.
[4]Brown H. Wound healing research through the ages. In: Cohen IK, Diegelmann RF Lindblad WJ,eds. Wound healing Biochemical and clinical aspects. Philadelphia: WB Saunders Company, 1992, 5-18.
[5]Martin GR, Peacock EE. Current perspective in wound healing. Ibid, 1-4.
[6]Robertson JIS. Aspects of wound healing: A summary. In: Janssen J, Rooman R and Robertson JIS, eds. Wound Healing. Petersfield: Wrightson Biomedical Publishing Ltd., 1991, 205-208.
(收稿:1998-07-08), 百拇医药
单位:王正国 400042 重庆,第三军医大学附属大坪医院野战外科研究所
关键词:
中华创伤杂志980602 我们正处在一个世纪之交的转折时期。专家们预测,下一世纪中,生命科学将会得到飞跃的发展。随着高新技术的广泛应用和分子生物学的不断渗透,外科领域中的许多课题也面临着巨大的挑战和机遇,创伤愈合和组织修复就是其中之一。
一、历史和现状
创伤愈合是医学中最古老的课题之一,因为有人类起就有创伤,有创伤就有创伤愈合和组织修复[1]。
据文献记载,约在公元前3 000年,埃及人曾用蜜、油脂和葡萄酒来促进创伤愈合,并曾用缝合术和粘合物来关闭伤口[2]。在我国,约于公元前2 100年~1 600年,相当于夏代,即原始公社制后期和石器时代的晚期,已用砭石、骨针对伤口作按压、放血和排脓[3]。漫长的几千年悠悠岁月,留给创伤愈合方面的经验基本上只是肉眼对创面的观察和治疗方法的改进[4]。19世纪中叶以后,创伤治疗的许多原则已逐渐确定下来,如早期清创、伤肢固定、伤口缝合等[2]。消毒和灭菌技术的创立为创伤愈合提供了良好条件。上世纪末以来,开始运用现代科学手段对创伤愈合进行研究,起初是用组织病理学,接着是用生物化学、免疫学、生物力学、药物治疗学、材料学和外科学等学科,对创伤后的组织修复过程、发生机制、实验治疗等进行了多方面的研究,由此使得创伤愈合研究进入了一个以现代科学为指导的新阶段。在以往几十年中,组织病理学和外科学对创伤愈合研究的贡献最大。
, 百拇医药
通过组织病理学细胞水平的研究,使人们认识到,不同的组织细胞,其再生和修复能力有很大差异。创伤愈合的基础是炎症细胞(如单核/巨噬细胞、中性粒细胞、淋巴细胞等)和修复细胞(如成纤维细胞、成骨细胞、成软骨细胞、内皮细胞、表皮细胞等)的一系列活动,细胞基质也有重要作用[1]。
80年代以后,对各种生长因子在创伤愈合中的作用进行了深入研究,从而使创伤修复研究提高到分子水平[1,2,5]。
在组织修复中,生长因子(应为多肽信号因子)可产生三种生物效应,即趋化作用、合成分泌作用和增殖分化作用。例如:血小板源性生长因子(PDGF)、转化生长因子(TGF-β)、胰岛素样生长因子(IGF)和血小板因子4等可诱导炎症细胞趋化和促进某些细胞增殖,肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素-1(IL-1)表皮生长因子(EGF)和PDGF可刺激成纤维细胞、内皮细胞合成和分泌胶原酶。生长因子还调控细胞的增生,它在促进组织修复的实验研究方面已初见成效[1]。此外,利用转基因技术,促进损伤脊髓修复的研究也正在进行中。
, 百拇医药
外科学对创伤愈合的主要贡献是:采用培养细胞,自体、异体移植物,生物材料或人工材料覆盖创面,应用新外科技术和方法处理创面,以加速其愈合。替代外科学(replacement surgery)应用人工材料可制成人工器官以替代发生毁损伤的器官。
回顾以往,创伤修复的研究已由大体水平、细胞水平进入到分子水平,外科技术上由治疗方法的创新、改进发展到替代外科的出现。进步是显著的, 成绩是巨大的,处在世纪之交的时刻,今后该做什么值得我们认真思考。
二、基本观点
对于创伤愈合,笔者提出以下基本观点供参考:
1.组织修复在正常情况下就存在着。人的整个生命过程,从形态结构方面讲就是许多组织、细胞不断凋亡和再生修复的过程。
2.愈合可看成是一种内环境稳定的功能,先由间质细胞起动,从而使随后的上皮化过程更为容易。愈合涉及到局部趋化、分化和增生过程,由化学性和物理性介质参与调节,类似于生长、发育和衰老过程。溃疡可看作愈合的病症[6]。
, http://www.100md.com
3.创伤后细胞的再生修复,本质上是一种自我保护的生理过程。机体“力图”使受伤的组织达到完全性恢复,在没有条件时也要努力做到不完全性恢复。
4.创伤愈合和组织修复是一个很复杂的过程,是体内许多因素相互制约和相互协同作用的结果。许多全身和局部因素都会影响着愈合效果,很多生长因子对创伤愈合起着调控作用。
5.由于某些病理因素的刺激,或是体内某些与生长有关的因子未能进行正常的调控,因而可出现异常和病理性过度增生,如胶原合成超过溶解,形成瘢痕疙瘩等。
三、策略原则
基于以上基本观点,在进行创伤愈合研究时可确定如下策略原则:
1.力图使受伤者的全身和局部处于最佳的生理状态,如全身免疫功能和营养情况良好,局部血液循环正常,无出血、水肿、感染等,由此可最大限度地发挥机体本身的生理修复能力。
, 百拇医药
2.采取有效措施,确实有效地预防或制止病理性过度增生。
3.对于难愈合的伤口,可在有控制的情况下,寻求和采用超常促进再生修复的各种措施。
4.对于严重的毁损性创伤,依靠机体本身无法修复时,可用人工材料代替之。
5.为了达到以上目的,有必要采用高新技术,加强临床与基础的结合,开展大体、细胞、分子不同层次的研究,同时,还要建立跨医学内各学科(如临床外科、病理、免疫、生化等)和医学外相关学科(如生物力学、材料科学)的横向联系,共同攻关。
在进行创伤愈合的研究时,可同时抓两头:一是治疗方法的创新和改进,证明有效后再进一步探讨其机制;另一是基础研究,特别是各种生长因子调控机制及作用的研究,根据理论研究的成果,寻求相应的促进创伤愈合的方法。应当注意,在探讨某些因子在创伤愈合中的作用时,既要了解单个因子的作用,更要从整体和综合作用的观点来进行评价。
, 百拇医药
四、一点思考
我们早已知道,不同动物或同一动物的不同组织细胞,其再生能力有很大差异。出现这种差异的原因究竟是什么不外乎细胞本身的特性(生理的、结构的、遗传的等)和环境的特性,如果我们能查明这种差异,并且在有控制的条件下使某些再生能力弱或不具再生能力的细胞也具有再生能力强的那些细胞的特性,或是消除不利于再生的环境因素,则有可能促进创伤愈合和组织修复,特别是难愈合伤口的修复。姫克隆羊的技术发展给我们很多启示,目前虽不能把已毁损的部位(如一个肢体)重新克隆出来,但是,今后能否通过克隆技术或类似的生物技术研制出自体性的修复材料,值得我们去思考和探索。
展望未来,尽管征途遥远,但前景无限光明。我们深信,下一世纪创伤愈合的研究,一定会比本世纪有更大的发展。
作者系中国工程院院士
参考文献
, http://www.100md.com
[1]王正国.创伤后组织修复研究的现状与展望.中华创伤杂志, 1995,11∶131-133.
[2]付小兵.古代对创伤的治疗;创伤修复的分子生物学.见:付小兵,王德文主编.创伤修复基础.北京:人民军医出版社, 1997,4-10,127-166.
[3]王正国.创伤概念及创伤医学发展史.见:黎鳌主编.现代创伤学.北京:人民卫生出版社,1996,84.
[4]Brown H. Wound healing research through the ages. In: Cohen IK, Diegelmann RF Lindblad WJ,eds. Wound healing Biochemical and clinical aspects. Philadelphia: WB Saunders Company, 1992, 5-18.
[5]Martin GR, Peacock EE. Current perspective in wound healing. Ibid, 1-4.
[6]Robertson JIS. Aspects of wound healing: A summary. In: Janssen J, Rooman R and Robertson JIS, eds. Wound Healing. Petersfield: Wrightson Biomedical Publishing Ltd., 1991, 205-208.
(收稿:1998-07-08), 百拇医药