Jill Meirte, 1,2Peter Moortgat,1 Mieke Anthonissen,1,3 Koen Maertens,1,4 Cynthia Lafaire,1,5 Lieve De Cuyper,1,5 Guy Hubens,6 and Ulrike Van Daele2
1OSCARE, Organisation for Burns, Scar After-care and Research, Van Roiestraat 18, 2170 Antwerp, Belgium
2Rehabilitation Sciences and Physiotherapy, University of Antwerp, Universiteitsplein 1, 2610 Antwerp, Belgium
3KU Leuven, Faculty of Kinesiology and Rehabilitation Sciences, Leuven, Belgium
4Department of Clinical and Lifespan Psychology, Vrije Universiteit Brussel, Brussels, Belgium
5ZNA Stuivenberg, Burn Center, Antwerp, Belgium
6Department of Antwerp Surgical Training Anatomy and Research Centre, University of Antwerp, Antwerp, Belgium
Jill Meirte,
摘要
背景
真空按摩是一种无创的机械按摩技术，发明用于治疗烧伤和疤痕。迄今为止，真空按摩对人体疤痕组织的厚度和密度没有影响的报道。细胞内外界刺激转化为生化反应的过程称为机械转导。在皮肤内皮细胞中，包埋在细胞外基质(ECM)中的成纤维细胞和肌成纤维细胞感知机械刺激(由真空按摩产生)，并可能促进细胞内过程导致基质重塑。由于机械转导可能是真空按摩作为抗疤痕治疗的一种合理的工作机制，本研究旨在研究真空按摩对烧伤疤痕表皮和真皮厚度和密度的短期影响，以寻找ECM重塑的证据。
方法
进行单组实验研究。上肢、下肢和躯干有烧伤疤痕的患者被招募参加本研究。使用DUB®cutis 22 MHz超声扫描仪评估表皮和真皮层的厚度和密度。基线测量后，根据预先定义的方案进行真空按摩。测量分别在干预后5分钟、30分钟、1小时和2小时进行。
结果
研究了9例不同患者的13个疤痕部位。在13个疤痕部位中，有8个在真空按摩后发现表皮破裂。干预后5分钟，表皮密度降低(p = 0.022)，真皮厚度增加(p = 0.018)。两种变化均持续1 h以上，但2 h后，变化不再具有统计学意义。干预后皮肤密度立即显著下降(p = 0.048)， 2小时后仍存在这种下降(p = 0.011)。
结论
初步结果表明，对表皮的破坏可能表明真空按摩能够真正突破皮肤屏障。在真皮层有统计学意义的变化可能表明真空按摩后ECM的产生增加。
关键词:烧伤，疤痕，真空按摩，真皮厚度，真皮密度
在烧伤人群中，增生性瘢痕形成发生在67%的病例中，并经常导致长期损伤和残疾[2]。增生性疤痕主要含有与表皮表面平行的III型胶原蛋白，并伴有多个结节，结节中含有肌成纤维细胞、大的细胞外胶原纤维和丰富的酸性粘多糖。纤维连接蛋白和其他成纤维细胞蛋白的过量产生表明，要么是伤口愈合信号的病理性持续存在，要么是未能下调伤口愈合细胞。人们普遍认为，通过降低机械张力可以最大限度地减少肥大和瘢痕收缩。在皮肤和其他结缔组织中，外部机械刺激转化为细胞内生化反应的过程被称为机械转导。
在皮肤贴壁细胞中，包括内皮细胞、成纤维细胞和肌成纤维细胞在内的包埋在细胞外基质(ECM)(或细胞基质)中的细胞能感知来自环境的张力(如张力、剪切力和压缩力)[7]。张力通过ECM接触以化学信号的形式传递，导致细胞骨架的重组，并产生调节基因表达的特定信号(在细胞核中)。一旦细胞核接收到适当的信号，正常的细胞过程就开始了。综上所述，细胞外的机械刺激促进细胞内的过程，导致基质重塑]。ECM是正常皮肤中最大的成分;它在不同的伤口愈合过程中起着至关重要的作用。创面闭合后(炎症增殖期结束)，未成熟瘢痕进入重塑期;无序的ECM分子重新排列并交联。在伤口愈合过程中，异常的ECM重建，特别是异常的胶原重塑，会导致肥厚性疤痕的形成。在正常疤痕中，小的平行胶原束存在，皮肤呈现扁平和变色，而在增生性疤痕中，合成和交联增加的薄胶原纤维导致疤痕凸起[9]。纤维基质的真皮取向与正常组织不同[10]，瘢痕中胶原密度和纤维大小均大于正常组织[9]。因此，疤痕的特征是真皮结构和成分改变的结果，与正常皮肤组织最重要的区别在于纤维基质的取向。
机械疗法或机械转导的临床应用是利用机械手段治疗疾病。它有几个定义，包括物理疗法(治疗性运动、按摩疗法和矫形康复)，以促进损伤组织的修复和重塑。有研究表明，物理治疗还有助于肌肉骨骼系统外组织的愈合或稳态，并可能对抗特定的病理生理和疾病。最近，物理治疗的工作机制出现了新的见解，并导致了机械治疗的新定义:在分子、细胞或组织水平上通过机械手段减少和逆转对受损组织的损伤或促进健康组织稳态的治疗干预。
疤痕治疗的物理治疗方式包括其他按摩治疗作为最佳实践，可以是手动或机械的。其中一种机械按摩技术是真空按摩，也被称为减压按摩、真空疗法或Endermologie®。真空按摩通过吸力提升皮肤，产生皮肤褶皱并使皮肤褶皱活动。在20世纪70年代末，这种疗法被引入治疗创伤或烧伤疤痕。虽然真空按摩是为了治疗烧伤和疤痕而发明的，但人们很少能找到关于这种干预效果的文献。然而，真空按摩的有效性尚未得到广泛证实。这项研究是研究真空按摩临床效果的大型研究的一部分(关于真空按摩对临床参数的长期影响的手稿正在准备提交)。然而，我们发现真空按摩和机械疗法的潜在机制对于深入了解机械按摩后疤痕皮肤发生的情况非常重要。按摩治疗影响烧伤患者在国际功能、残疾和健康分类(ICF)的几个领域的功能障碍。ICF是由世界卫生组织创建的，它是一个框架，描述了一种疾病的影响，并纳入了日常功能的身体、情感、环境和社会方面。ICF的领域描述了身体结构和身体功能的损伤，活动限制和参与限制。按摩疗法对身体功能损伤的影响(例如疼痛和瘙痒已在烧伤人群中得到证实，但我们发现了解对身体结构的影响(人体皮肤的实际变化)很重要。
由于剪切张力或压缩等机械力引起的机械转导可能导致胶原蛋白改变和胶原蛋白重新定向;这可能是一个合理的工作机制，真空按摩作为一种抗疤痕治疗。超声检查评估的真皮厚度和密度的显著变化可能与水肿和ECM生成增加有关。动物模型结果显示，真空按摩后，长期治疗胶原蛋白含量可高达130%。对成纤维细胞表型和胶原取向的改变(更纵向)有影响。结果取决于操作人员使用该设备，结果与治疗次数成正比。
本研究的目的是以非侵入性的方式在结构水平(ICF结构域体结构)评估疤痕的变化。超声可以测量疤痕的厚度以及疤痕的高度和深度。超声测量瘢痕厚度的变化已被用于评估增生性瘢痕的成熟程度，并可用于比较患者间增生性瘢痕厚度[26]和评估干预效果[25]。超声可用于检查愈合疤痕的治疗策略在皮肤病学中，高分辨率B超扫描可以对不同的皮肤病理进行无创评估，并提供皮肤结构的形态学信息。
本研究试图通过评估真空按摩对疤痕皮肤表皮和真皮厚度和密度的短期影响，通过高分辨率B超扫描来证明早期提出的效果和ECM的重塑。
超声波测量
在超声检查中，高频声脉冲被射入皮肤，并在组织内的结构界面反射，在那里会遇到高声阻抗梯度。在本研究中，疤痕的厚度由22 MHz高频超声(DUB®Cutis, Taberna pro medicum, Lueneburg, Germany)确定，并以微米表示。使用这个22 MHz的传感器，可以看到深度约为8毫米的结构。声音通过探头扫描头中的水从换能器耦合到组织，以提供最小的超声信号衰减。
探针垂直放置在皮肤上，实时反馈显示可测量的区域。一旦完成，超声波输出的快照就被保存在计算机上的软件中。a扫描图像显示了不同皮肤层边界反射信号的振幅。通过识别表皮-真皮层和真皮层-皮下界面来测量真皮层的厚度，并通过将皮肤内超声信号的速度(约为1)除以来计算真皮层的厚度。1600 ms−1)，信号的传输时间。利用二维b扫描计算每个病变的密度值(或密度)，将像素密度转换为256色刻度。确定感兴趣的区域，并记录表皮和真皮厚度和密度的值。疤痕的超声检查显示皮肤的结构。有一条进入回声线，代表来自表皮的凝胶-水层角质层回波信号;回声强度的下一个变化是与真皮层的界面，深回声亮区(黑色)的起点是真皮层与皮下脂肪的界面。要确定值的感兴趣区域是手工划定的。用外科铅笔标记测试部位，画出探头(垂直放置于皮肤)的边界，并拍照以确保身体位置和探头的准确位置，以便重复测量。本研究的评估员是一位接受过超声探头应用培训的物理治疗师。治疗总是由专门从事真空按摩治疗的物理治疗师进行。
参与者
这些患者是在比利时安特卫普的烧伤、疤痕护理和研究组织Oscare招募的。只有年龄在18岁到70岁之间的患者才有资格参加本研究。由于测量探头的可及性，高加索皮肤类型和烧伤疤痕位于上肢、下肢和躯干(不包括足底和手掌)的患者被纳入。怀孕最后3个月的妇女、对皮肤刺激极度敏感的患者、中枢神经系统疾病、周围性麻痹和糖尿病患者被排除在外。此外，必须服用以下药物之一的患者被排除在外:阿司匹林、华法林、马库玛、甲氨蝶呤和环孢素。
评估与干预方案
获得了所有患者的知情书面同意。本研究的评估开始于单个观察者使用DUB®Cutis超声扫描疤痕皮肤的标记区域(探针的确切位置和拍照)，然后使用PRUS设备(F care systems NV, Antwerp, Belgium)进行单次治疗，随后在不同时间点进行重复超声扫描。应用PRUS真空按摩，如图1所示，进行10分钟，覆盖面积为10 cm2(确切的方案见图2)。研究方案由比利时安特卫普医院网络(ZNA)伦理委员会批准(伦理委员会009OG031，研究编号EC4549)。
统计数据
所有数据采用SPSS 20软件包进行分析。使用Kolmogorov-Smirnov检验分析了正态性。数据服从正态分布;因此，进行了参数检验。生成描述性统计数据，并计算具有效应大小估计值的配对样本t检验，以确定时间点之间表皮和真皮厚度和密度的平均变化是否具有统计学意义。我们用Cohen d来计算效应大小，其中d定义为两个均值之差除以这些均值的汇总SD。d值为0.20为小，0.50为中等，0.80为大[34]。显著性设为0.05。图4、图55和图66中的柱状图显示了平均值和标准差。
结果
这项初步研究包括来自9名不同患者的13个烧伤后疤痕部位，3名女性和6名男性。平均年龄24.56±13.26岁，平均疤痕年龄16.26±14.27个月，疤痕位于上肢(n = 3)、下肢(n = 7)和躯干(n = 3)。如图3所示，我们发现在真空按摩后，13个疤痕部位中有8个表皮出现破坏(可见多个回声清晰区)。
表皮厚度未见明显变化。干预后立即(T1)，表皮密度下降具有统计学意义(p = 0.022)，中等效应值为- 0.73。干预后2小时(T4)，表皮密度与基线相比无显著变化(p = 0.096)，效应值降至- 0.61。如图4所示。
干预后立即，真皮厚度增加具有统计学意义(p = 0.018)，中到大效应量为0.76。半小时后，厚度与前一次测量相比下降，但与基线测量相比仍有统计学意义的增加(p = 0.046)。1小时后，与基线测量值相比，我们仍然观察到显著增加(p = 0.013)。虽然干预2小时后观察到皮肤厚度减少，但与基线相比，皮肤厚度没有出现任何显著变化(p = 0.06)，效应值降至0.57(图5)。
干预后，皮肤密度立即下降，具有统计学意义(p = 0.048)，中等效应值为- 0.61。干预2小时后，真皮密度仍显著下降(p = 0.011)，效应量为- 0.83(图6)。
治疗前的回声图像显示真皮内结节排列。如图7所示，真空按摩处理后，观察到更纵向的排列。
讨论
本研究调查了真空按摩对物理疤痕特性的短期影响，发现干预后表皮密度立即发生统计学意义上的变化。干预后皮肤厚度立即显著增加;1 h后，与基线相比，真皮厚度显著下降，2 h时与基线相比有趋势。在真空按摩治疗后，真皮密度显著下降，即使在治疗后2小时，与基线相比，这种下降仍然显著。
对研究结果的解释
这些发现与Hesselstrand等人(2008)的研究结果一致，Hesselstrand等人也发现硬皮病患者真皮厚度增加，回声性降低，这可以通过水肿形成和ECM产生增加来解释[23]。表皮的破坏(通过视觉上出现多个回声透光区来评估)和表皮密度的降低可能表明干预实际上能够突破皮肤屏障。
最初的干预前回声图像显示真皮层有结节排列;干预后，真皮纤维排列更纵向和波状图案。这可能表明胶原蛋白重组由于真空按摩。对于真皮密度，影响甚至持续到干预后2小时，这可能表明ECM重构仍在继续。这些结果与Adcock等人的研究结果一致，他们报道了约克郡猪真空按摩后ECM重组，胶原合成增加，胶原纤维重新排列[17]，这两种都是ECM重组的迹象。我们假设真空按摩可能是一种潜在的抗疤痕疗法，根据机械转导的基本概念，可以导致胶原蛋白重新定向。本研究观察到的胶原排列需要进一步的数据研究和组织学检查来确定这些皮肤变化，并需要进一步探索真空按摩的机械转导途径。与我们的研究结果有些相似，最近一项关于压力疗法对烧伤后增生性瘢痕影响的研究显示，组织学检查显示真皮细胞密度降低，胶原纤维排列改变[35]。在肥厚性疤痕中，负责病理疤痕形成的肌成纤维细胞大量存在于预处理疤痕中;施加机械压力治疗可显著抑制肌成纤维细胞活性，之后肌成纤维细胞凋亡消失，导致胶原纤维排列改善[35]。最近的另一项研究回顾了机械力在分子和组织水平上在各种物理治疗(如按摩和冲击波治疗)中的作用[11]。研究人员强调了真空辅助闭合(VAC)或负压伤口治疗(NPWT)作为一种“机械疗法”的受益作用。由于它们的机制与真空按摩相似，因此可以预期类似的受益作用。
在之前的研究中，按摩的功效已经被描述为刺激细胞信号通路和激活潜在的免疫调节通路。按摩可减少肌肉细胞浸润、炎症和水肿[37]。这项研究虽然是初步的，但显示了机械按摩对疤痕皮肤物理特性的积极影响。机械治疗和机械转导是一个很有前途的领域，可以促进肌腱、肌肉软骨骨的愈合，也可以促进疤痕皮肤的愈合。目前只揭开了冰山一角，在确定按摩和真空按摩对烧伤后皮肤物理结构的确切影响方面，还有大量的进一步研究空间。
方法论的注意事项
本研究存在一些不足，应在今后的研究中加以解决。本研究中瘢痕部位位于上肢、下肢和躯干，正常皮肤文献显示上肢和下肢皮肤厚度存在较大差异。为了达到至少0.80的统计功效，本研究所需的样本量至少应为17例患者。疤痕的平均年龄较大，SD较大;因此;这项调查的结果不能一概而论。皮肤的回声性取决于真皮含水量、胶原蛋白含量和皮肤结构[28]。真空按摩处理后的回声差图像可能表明胶原蛋白结构的改变，但也可能是水结合特性增加或真皮含水量增加的结果。现有各种高频超声仪器用于评估疤痕厚度，其成本、尺寸和适用性各不相同。尽管其他作者证明了高频超声检测在烧伤后瘢痕中具有良好的相互和内部可靠性，但直到最近，DUB®Cutis超声扫描仪才被发现在烧伤后瘢痕中可靠地由一个或两个不同的观察者重复测量皮肤厚度和密度。此外，该仪器被发现可靠的评估表皮厚度由一个观察者重复测量。将回声图像与组织学检查进行比较，并在RCT设计中进行比较，将是确定真空按摩治疗后当前表皮和真皮结果的下一步。选择真空按摩的短期效果是为了尽量减少其他治疗方法(压力服、水合作用、硅胶、物理治疗)的偏差。在这段短时间内，患者留在中心(在同一个房间，如果可能的话，保持相同的姿势);这促进了重新安置。
一些作者认为超声检查很复杂，需要专业培训;我们同意探针的应用需要经过彻底的训练，因为压力会影响表皮层的结果。测量地点的搬迁必须在严格规范的条件下进行。此外，我们建议将同一患者的一系列扫描结果一起解释，以提高测量部位的精确定位。尽管存在局限性，但这项研究仍有一些优势。这项研究首次描述和假设机械转导可能是真空按摩治疗烧伤后疤痕的工作机制。
结论
总之，对表皮的破坏可能表明真空按摩的效果能够真正突破皮肤屏障。真皮的统计学显著变化表明水肿的形成和ECM产生的增加，这可能归因于真空按摩对ECM重塑的直接机械转导作用。需要进一步的研究来阐明本研究的初步发现，以及不同形式的机械治疗对烧伤后瘢痕患者物理疤痕特性的影响。
本信息并非旨在或暗示作为专业医疗建议的替代;不应在任何医疗紧急情况下使用，也不应用于任何医疗状况的诊断或治疗。所有医疗紧急情况请拨打120。
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