研究背景:瘢痕是手术等创伤愈合过程的自然产物,但过度修复会导致病理性瘢痕形成,不仅影响美观,引起疼痛、瘙痒等症状,而且还可能导致关节活动障碍,给患者带来心理和生理上的巨大痛苦。如何抑制手术切口病理性瘢痕形成一直是整形外科迫切需要解决的临床难点问题。皮肤机械张力是导致手术切口病理性瘢痕形成的重要因素。手术切口瘢痕表现为:随着时间推移,瘢痕逐渐高出于正常皮肤(增生),并逐渐变宽。尽管采用整形外科减张缝合技术可以减少手术切口内部张力,一定程度减少瘢痕生长;然而,由于缝线抵抗张力能力逐步下降,在手术切口愈合后的数月内,切口周围的皮肤机械张力仍是导致术后切口瘢痕生长的重要因素。如何在术后从手术切口外部进一步减少皮肤张力是抑制手术切口病理性瘢痕形成的关键。目前临床上预防和治疗手术切口病理性瘢痕的手段较多,其中,硅酮贴膜防治手术切口瘢痕增生的效果确切、使用方便,已成为临床防治手术切口病理性瘢痕形成的首选方式之一。然而,由于硅酮贴膜不具备减少皮肤张力的作用,故而对抑制瘢痕增宽的作用甚微。为了解决上述问题,近来新研制出了一种弹性硅酮贴膜。弹性硅酮贴膜是从传统硅酮贴膜发展而来的新一代硅酮贴膜,具有良好的拉伸弹性,理论上可以降低皮肤切口张力,从而具有防治手术切口瘢痕增生和瘢痕变宽的双重作用。但是有关弹性硅酮贴膜是否具有抑制手术瘢痕形成的作用,目前尚不明确。亟待通过临床试验验证这一作用。虽PF-02341066配制然皮肤机械张力作为导致手术切口病理性瘢痕形成的重要因素已明确,但具体机制尚不清楚。研究表明,创面愈合过程中,肌成纤维细胞持续存在,是病理性瘢痕形成的主要原因之一。肌成纤维细胞大多由成纤维细胞转化而来,其高表达α平滑肌激动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA),具有类似平滑肌细胞的收缩特性,同时合成和分泌大量胶原蛋白。在创面正常修复过程中,肌成纤维细胞阶段性出现,后通过细胞凋亡消失。若肌成纤维细胞长期存在或凋亡失调,可导致胶原过度分泌,形成病理性瘢痕。已有研究报道,机械张力能促进成纤维细胞向肌成纤维细胞转化,促使创面新生肉芽组织中胶原过度沉积,与病理性瘢痕形成的关系最为密切。但是,机械张力通过何种机制促进成纤维细胞转化Erastin为肌成纤维细胞,尚不清楚。瞬时受体电位阳离子通道6(Transient receptor potential canonical channel-6,TRPC6)是一种主要调控Ca~(2+)内流的非选择性阳离子通道,在人体组织细胞中广泛分布。近年研究发现,TRPC6和创面愈合相关。在创面愈合过程中,TRPC6可以调控真皮成纤维细胞转化为肌成纤维细胞,分泌大量细胞外基质。同时,目前认为TRPC6是一种张力激活的离子通道(stretch-activated ion channels,SACs),SACs是细胞膜上感受张力的机械敏感性通道,它的开放可以引起阳离子跨膜流动,将机械信号转化为细胞内化学信号。由此,我们提出“机械张力通过调控TRPC6激活细胞内相关信号通路介导成纤维细胞转化为肌成纤维细胞,分泌过量胶原蛋白,进而导致病理性瘢痕形成”的假设。本研究将首先比较普通硅酮贴膜和弹性硅酮贴膜的力学性能,明确弹性硅酮贴膜对手术切口的减张作用;然后通过前瞻性自身随机对照研究,比较弹性硅酮贴膜与普通硅酮贴膜抑制手术切口瘢痕形成的效果;最后初步探讨皮肤机械张力影响手术切口瘢痕形成的分子机制。研究内容和方法:1.普通硅酮贴膜和弹性硅酮贴膜力学性能的比较利用Electro Force 3100测量仪测量弹性硅酮贴膜和普通硅酮贴膜的弹性参数,绘制应力-应变曲线,比较弹性硅酮贴膜和普通硅酮贴膜的拉伸性和回弹性;测量拉伸后的弹性硅酮贴膜和普通硅酮贴膜贴附于皮肤后的长度,明确二者对皮肤的减张作用差异。2.普通硅酮贴膜和弹性硅酮贴膜抑制手术切口瘢痕形成的对比研究采用前瞻性自身随机对照研究纳入本单位2021年8月至2021年10月行传统开放性甲状腺切除术患者74例,将手术切口分为左右两等分,随机化分入弹性硅酮贴膜组和普通硅酮贴膜组。两组均于拆线后3-7天开始使用硅酮贴膜,5-7天更换一次。术后6个月,比较两组瘢痕宽度、VSS评分、疼痛/瘙痒VAS评分及患者满意度(PSD)评分,评估弹性硅酮贴膜抑制瘢痕增宽和改善瘢痕外观的作用。3.皮肤机械张力诱导成纤维细胞转化为肌成纤维细胞的机制讨论(1)体内研究部分:建立小鼠背部外科手术张力切口模型,将切口分为“高张力组”和“低张力组”,“高张力组”在小鼠背部围绕T1水平制作一底边为1cm长的正adherence to medical treatments六边形皮肤全层缺损,“低张力组”在相同部位做一长度为2cm的皮肤全层水平切口,两组伤口都即刻拉拢缝合;比较各组小鼠术后第9天和第14天切口瘢痕组织宽度,并取切口瘢痕组织标本,一分为二,一半进行石蜡包埋切片,采用HE染色和Masson染色技术,对比观察两组切口瘢痕组织面积、胶原蛋白表达与分布;采用免疫组化染色技术,比较两组切口瘢痕组织TRPC6的表达与分布;另一半切口瘢痕组织行总蛋白提取,采用Western Blot技术,比较两组切口瘢痕组织TRPC6和α-SMA的表达变化,明确TRPC6表达与手术切口张力、肌成纤维细胞转化的可能关系。(2)体外研究部分:采用Flexcell(?)FX-5000TM系统模拟体外张力模型,将第2代小鼠真皮成纤维细胞培养在Bioflex(?)六孔板上,分为“机械牵拉组”和“未牵拉对照组”。“机械牵拉组”予以0.1Hz、10%形变的循环机械力牵拉细胞4h和8h,“未牵拉对照组”不予牵拉。采用Western Blot和免疫荧光染色技术检测真皮成纤维细胞TRPC6的表达,明确机械力牵拉对TRPC6表达的诱导作用;采用RT-q PCR和Western Blot技术检测两组真皮成纤维细胞TRPC6、α-SMA和Col-1的表达变化,初步探讨TRPC6在皮肤机械张力诱导成纤维细胞向肌成纤维细胞转化中的可能作用。结果:1.普通硅酮贴膜和弹性硅酮贴膜力学性能的比较:弹性硅酮贴膜可以减少手术切口周围2.43-3.95N的张力,普通硅酮贴膜可以减少手术切口周围0-0.288N的张力。2.普通硅酮贴膜和弹性硅酮贴膜抑制手术切口瘢痕形成的对比研究:(1)本研究共纳入74例行传统开放甲状腺切除术后患者,其中,61例患者完成了术后6个月随访;(2)术后6个月时,弹性硅酮贴膜组的瘢痕宽度(0.47±0.25mm)显著小于普通硅酮贴膜组的瘢痕宽度(1.02±0.64mm),差异有统计学意义(P<0.01);(3)术后6个月时,弹性硅酮贴膜组VSS评分(3.93±0.93)明显小于普通硅酮贴膜组VSS评分(4.49±0.96),差异有统计学意义(P<0.01);其中,弹性硅酮贴膜组的色素沉着评分(1.07±0.51)和血管分布评分(0.89±0.52)明显低于普通硅酮贴膜组的色素沉着评分(1.25±0.51)和血管分布评分(1.21±0.58),差异有统计学意义(P<0.01);(4)术后6个月时,弹性硅酮贴膜组的疼痛VAS评分是0.82±0.50,普通硅酮贴膜组的疼痛VAS评分是0.77±0.42,差异没有统计学意义(P>0.05);(5)术后6个月时,弹性硅酮贴膜组的瘙痒VAS评分是0.36±0.48,普通硅酮贴膜组的瘙痒VAS评分是0.31±0.47,差异没有统计学意义(P>0.05);(6)术后6个月时,弹性硅酮贴膜组的PSD评分(4.25±0.49)高于普通硅酮贴膜组的PSD评分(3.79±0.80),差异有统计学意义(P<0.01)。3.TRPC6在皮肤机械张力诱导成纤维细胞向肌成纤维细胞转化中的作用:(1)体内实验结果:大体观察发现,“高张力组”的手术切口瘢痕组织宽度大于“低张力组”;HE染色结果显示,“高张力组”的手术切口瘢痕组织面积大于“低张力组”;Masson染色结果显示,“高张力组”的手术切口瘢痕组织较“低张力组”有更多的胶原沉积,提示小鼠外科手术张力切口模型成功建立。免疫组化染色结果显示,与正常皮肤组织比较,小鼠外科手术切口瘢痕组织TRPC6含量增高,且“高张力组”远高于“低张力组”。Western Blot检测发现,与“低张力组”相比,“高张力组”切口瘢痕组织中TRPC6和α-SMA蛋白表达同步升高。(2)体外实验结果:Western Blot和免疫荧光检测发现,“机械牵拉组”真皮成纤维细胞的TRPC6蛋白表达远高于“未牵拉对照组”,且随着牵拉时间延长,其表达量逐渐升高。RT-q PCR和Western Blot检测发现,与“未牵拉对照组”相比,“机械牵拉组”真皮成纤维细胞的TRPC6、α-SMA和Col-1的m RNA和蛋白水平同步升高。结论:1.弹性硅酮贴膜对手术切口周围皮肤的减张作用优于普通硅酮贴膜。2.与普通硅酮贴膜相比,弹性硅酮贴膜可以有效地抑制瘢痕增宽,并进一步改善瘢痕外观。3.体内和体外实验结果均表明,机械张力可能通过TRPC6诱导成纤维细胞向肌成纤维细胞转化,从而促进瘢痕形成。4.本研究为临床采用弹性硅酮贴膜抑制手术切口瘢痕形成提供了重要的实验依据和理论基础。