皮膚軟組織的解剖及生理 蔡新中醫師 衛生署台中醫院 外科主任 中華民國整形外科 中華民國美容外科 中華民國手外科 中華民國高壓氧 前台北台中榮總整形外科主治醫師 蔡新中醫師 衛生署台中醫院 外科主任 中華民國整形外科 中華民國美容外科 中華民國手外科 中華民國高壓氧 前台北台中榮總整形外科主治醫師 960517 院內講課 個人經歷 姓名 : 蔡新中現任 : 衛生署台中醫院外科主任學歷 : 國防醫學院醫學系中興大學 EMBA ( 企管組 ) 經歷 : 前台北台中榮總整形外科主治醫師 : 中華民國外科 * 中華民國整形外科中華民國美容外科中華民國手外科 * 顯微外科訓練中華民國高壓氧中華民國燒傷學會會員 * ACLS, ATLS 及格証書專長 : 傷口處理, 頭頸部腫瘤 顏面外傷 燒燙傷 疤痕整修 手外科各類手術 雙眼皮 眼袋 拉皮 乳房整形 抽脂 等美容手術 果酸換膚 雷射除斑 電話 :(04)22294411~2755,6171 FAX:(04)22211843 E-Mail:prch1212@gmail.com 通常生命裡最美好的事務都是一些簡單的東西 內容 1. 皮膚的解剖 引言 2. 皮膚的層次表皮皮下組織 皮膚的功能 保護 免疫 溫度管理 代謝 溝通 3. 影響皮膚特徵的因素 皮膚解剖 1. 人類的皮膚可以分做兩層 a. 表皮層 ( 最外層 ) b. 真皮層 ( 最內層 ) 2. 兩者之間由基底膜來分開 3. 一層鬆散的結締組織 在真皮層下方叫作皮下脂肪層 ( hypodermis, or subcutis) 1
人類的皮膚 1. 大約 3000 平方英吋或兩平方公尺 2. 從出生到陳人大約經握七倍的變化的 3. 皮膚體重約為六磅 ( 體重的 15%) 4. 身體最大的器官 5. 接受了身體約 1/3 的血流 6. 皮膚的厚度不一約為 (0.5mm~6mm) 皮膚的層次 1. 表皮層 角質層 透明層 顆粒層 棘狀層 基底層 ( 生發層 ) 2. 基底膜 3. 真皮層 乳頭真皮層 網狀真皮層 4. 皮下層 表皮層 1. 最外邊的一層 the outermost layer 2. 來自外胚層 derived from ectoderm 3. 沒有血管 4. 在厚度上較為一致 (75~150 μm, 除了腳底和手掌 0.4~0.6mm) 5. 定時的被重新更生 (26~42 days) 6. 可分成五層 角質層 1. 主為死掉的角質細胞 l (thin, stacked, pancake, anucleate cells) 2. 經由每天的創傷而剝落 3. 其中 80% 為角質 4. 角質細胞於基底層形成往上分化 5. 角質 在頭髮或指甲處是硬的在正常皮膚觸是軟的 2
透明層 1. 存在于表皮處變厚的地方 - 手掌腳蹠面 2. 皮薄處缺乏 如眼皮 3. 層次約 1-5 個細胞厚度 4. 一個轉變 ( 換 ) 區, 溶解酵素分解細胞核及其內容物 顆粒層 1. 一到五個細胞厚度 2. 角質顆粒存在於角質細胞內 3. 含有 profilaggrin, intermediate keratin filaments, loricrin 幫助重整管理角質絲 4. 可以經由酸鹼染劑來染色 5. 尚存活性的胞核 棘狀層 基底層 ( 生發層 ) 1. 因為型態上 (polyhedral) 故被稱為棘狀層 ( prickly layer) 2. 主要的特徵 desmosome, 一種細胞間鍵結溝通的結構 3. 可以合成 involucrin 作為角化物質包被的可溶性前驅物 1. 表皮的最內層 2. 單一層有斯分裂活耀的細胞叫作基底角質細胞或基底細胞 3. 往上的移位時需要 2-4 周 4. rete ridges, or rete pegs-- 基底層的表皮凸出物網真皮層處延伸 - 將表皮層固定在真皮層, 此處的細胞增生活性增加 3
基底膜區域 (BMZ) 1. 將表皮和真皮層作分離 真皮表皮結合處 (DEJ) 2. 另外分作兩個特別的區域 lamina lucida and lamina densa 3. 基底膜區域主要的蛋白質包括 - fibronectin laminin type IV collagen heparan sulfate proteoglycan 4. 水泡形成的地方 真皮層 1. 皮膚最厚的區域 ( 2 ~ 4 mm, 平均 2 mm), 背部區尤其厚 2. 胚胎學發育來自中胚層 3. 血循及神經支配豐富于表皮 4. 具一個乳突狀網的微血管網絡及深部的水平走向血管叢 5. 主要的蛋白質 : 膠原蛋白彈性纖維蛋白 6. 另外分為乳突狀真皮層及網狀真皮層 皮下組織 1. 真皮層下方有一個淺筋膜 2. 另外一層脂肪層含有皮下的血管叢 3. 可提供阻隔保存能量及作為外力壓迫的墊子 4. 有些疾病缺乏此層結構如 Werner s syndrome, Scleroderma 皮膚的主要功能 1. 保護 2. 免疫 3. 溫度管理 4. 感覺 5. 代謝 6. 溝通 保護作用 1. 保禦水溶性化學性機械性的傷害 2. 抵抗細菌病毒的病源 3. 抵抗紫外線 (UVR) 4. 防止過多水分電解質的流失 4
保護抵抗病菌 1. 角質層分泌角質, 皮脂腺的分泌 ( 皮脂 ), 皮膚本身的免疫系統 2. 正常皮膚細菌提供的保護膜 (Biofilm formation) 3. 細菌的保護一部分來自 defesin, 皮膚內含量豐富對於傷口的癒合可能重要 對於紫外線的防護 1. 黑色素細胞的合成黑色素, 提供色素抵抗紫外線 2. 紫外線 UVA: 320~400nm UVB: 290~320nm UVC: 200~290nm 經由大氣的臭氧層所阻隔 3. 短波更危險 4. 皮膚較黑的人對於皮膚癌的防禦更好 UV Radiation/Skin Penetration Electromagnetic Spectrum 200 nm 290 nm 320 nm 400 nm 800 nm UVC UVB UVA Visible Light Epidermis Dermis 皮膚的免疫系統 % 1.. 蘭氏細胞 (Langerhan s cells) 在表皮層認出抗原將之整理提供給 T- 淋巴球作用 使 T- 淋巴球敏感 2. 組織的巨噬細胞 Tissue macrophage 在真皮層來自單核球 最重要的細胞因為具許多的功能 殺菌 可提供抗原 分泌生長因子及,cytokines, 和血管新生上皮化肉芽組織等傷口癒合有關 5
皮膚的免疫系統 3. Mast cells 主要的作用是過免 可以抵抗寄生蟲 刺激趨化性及吞噬作用 4. 真皮層的樹狀細胞 ( dendrocyte) 在乳突層中及網狀層的上部份 具高度的吞噬性 體溫管理 1. 兩個主要的機轉 血液循環及排汗 2. 血管擴張 - 散熱血管收縮 - 將熱能轉向之下的器官 3. 汗腺 : 小汗腺 (eccrine) 熱能管理控制 大汗腺 (apocrine) 和熱能管理控制無關 感覺 1. 四個基本的感覺形式 : 疼動覺觸覺溫度覺壓覺 2. 上列四種感覺的結合導致燙的感覺酥癢疤痕癢的感覺 遊離神經端 疼動覺觸覺溫度覺, Merkels cells 機械式受器 產生神經性生長因子 Messner s corpuscle: 觸覺 Pacini s corpuscles: 壓覺 粗躁的觸覺 震動覺及張力的感覺 代謝 1. 維生素 D 的合成 2. 紫外線可以轉換 sterol (7- dehydrocholesterol) 變成 cholecalciferol (vit D) 3. 維生素 D 參與鈣離子和磷酸鹽的代謝 4. 可以視為活性的賀爾蒙, 當轉換成 calcitriol (1,25-ihydroxycholecalciferol) 引響皮膚特徵的因素 1. 年紀 2. 陽光 3. 含水量 4. 肥皂 5. 營養 6. 藥物 6
年紀 1. 當皮膚成熟後些許的變化會變的明顯 a. 真皮層的厚度減少約 20% b. 表皮層的新陳代謝時間增加 c. 皮膚屏障的功能降低 d. 表皮 - 真皮層的鍵合改變 e. 皮膚的彈性下降 f. 青春期時皮脂腺和毛囊的活性增加 g. 毛囊和頭髮的顏色會改變 陽光 1. Dermatoheliosis ( 光化性皮膚 ) 變乾, 堅韌皮革樣感覺 皺紋 不規則的色素化 2. 蘭氏細胞數目下降 3. 嚴重的陽光燙傷和黑色素細胞瘤有關聯 4. 防曬劑 Sun protection factor (SPF) (15 to 30) 使用前 30 分鐘使用 水化 ( 含水量 ) 1. 皮脂腺的分泌及完整的角質層所提供 2. 引響皮膚含水量的因素 相對溼度 皮脂的去除 老化 3. 皮膚水份的流失會導致乾躁 脫皮屑, 保濕劑的使用可以取代皮膚的某些功能 肥皂 1. 鹼性肥皂 Alkaline soap 減少角質層細胞層次的數目及厚度 干擾水合的功能 改變皮膚的酸鹼值 減少對細菌的抵抗力 2. 酸性皮膚清潔劑 - 較不刺激 3. 酒精丙酮 -- 會導致托之或脫水 營養 對於一個健康的膚質是必須的 維生素 C 膠原蛋白纖維的合成 維生素 D and A 維生素 B (pyridoxine and riboflavin) 礦物質 mineral elements: 鐵鋅銅離子 藥物 1. 類固醇 干擾表皮的再生及膠原蛋白纖維的合成 2. 抗菌劑 (Antibacterials) 減少皮膚的細菌叢 3. 類固醇, 非類固醇抗發炎藥物群 (NSAIDS), 抗組織胺 改變發炎的反應 7
傷口癒合的生理機轉 內容 1. 傷口癒合的生理學 2. 定義及分類 3. 傷口癒合的過程 4. 全層皮膚傷口癒合的特徵 - secondary intention 5. 傷口癒合的媒介物 (Mediators) 6. 傷口修補的特例 : 無疤的傷口癒合 v.s 疤痕過度增生 7. 影響傷口修補過程的因素 傷口癒合的生理機轉 傷口修補的兩個積轉 1. 再生 (Regeneration) a. 維持正常的功能及樣子 b. 無脊椎動物及兩棲類物種 c. 表皮及淺層真皮的傷口 d. 建議的積轉 2. 取代 ( Replacement) a. 經由新的結締組織所取代 ( 疤痕 ) b. 深層的真皮結構肌肉肌腱韌帶骨頭 定義及分類 傷口及傷口癒合的分類基礎 1. 組織層次 部分皮層 / 全部皮層迷 2. 起始及時間長短 急性 / 慢性 3. 傷口閉合的種類 初級縫合 / 次級縫合 / 三級縫合 傷口癒合的過程 1. 部分皮層的傷口修補 a. 表皮的修補 b. 真皮層的修補 2. 全皮層的傷口修補 a. 初級縫合的癒合 b. 初級縫合的癒合 8
部分皮層的傷口修補 1. 表皮層的失去及真皮層的部份流失 2. 只有表皮層的流失 傷口顯示粉紅亮亮的或紅色 部分真皮層的流失 淡粉紅色並有紅的小島 islets 3. 表皮層的增生及蔓延 ( 延伸 ) 重新化 (resurfacing) 4. 如果傷口侵犯了真皮層的流失, 結締組織的修補進行會同時合併表皮層的修補 表皮層的修補 1. 表皮層的重新化在傷後幾小時內就啟動了 2. 表皮層細胞必須得到遷移的顯型體質 (phenotype) 細胞變平 凸出物的形成 3. 于傷後的 24-72 小時達到高峰 4. 垂直性的遷移及表皮層的分化 - 一氧化氮 (NO) 的濃度上升壞 真皮層的修補 1. 真皮層的修補同時於表皮的上皮化過程 2. 傷後第五天 5th day, 一層液體會將表皮及真皮層分隔 3. 第七天, 新生血管和纖維母細胞會變的豐富 4. 膠原蛋白纖維的合成會持續到 10~15 天 5. 纏繞毛囊鞘周圍的表皮真皮細胞會幫助真皮層的修補 全層皮傷口的修補 初級縫合的癒合 ( 外科性的開刀傷口 ) 1. 四個主要的過程 止血 發炎 增生 成熟 ( 再塑 ) 2. 不同的時期互有重疊 3. 細胞產生不同的化學性刺激及物質將傷口的癒合移動到下一個階段 止血 1. 出血活化一連串的事件 血管收縮 (10~15 分鐘內 ) 2. 血小板的活化及聚集 3. 凝血因子活化了凝血的內外徑路 4. 血塊的形成後接著是纖維蛋白的溶解 傷口癒合的一個關鍵事件 5. 事實上啟動了整個的傷口癒合 發炎反應 1. 出血控制後, 緊接著是製造一個乾淨的傷口床 2. 血管擴張及增加微血管的通透性 3. 血管活動性物質 受傷的細胞所分泌 組織胺 前列腺素 補體因素 血栓 藉著血塊的分解引導這些的反應 9
發炎反應 4. 臨床上的徵候 : 紅 腫 滲液 5. 血小版會化學性的趨化白血球細胞 嗜中性白血球 巨噬細胞 淋巴球 6. 白血球的遷移經由 邊緣附上去 (Margination) 附著到內皮細胞 穿透出去 (Diapedesis) 經由微血管流入傷口床 發炎反應 7. 嗜中性白血球 于受傷後第一個小時出現會存在到 2-3 天 吞噬細菌及外來的異物 8. 巨噬細胞 - 傷口修補的管理者 吞噬細菌 合成 NO 分泌生長因子 9. T- 淋巴球 - 分泌額外的 cytokines 以及破壞病毒及異物細胞 傷口修補的管理者 - 巨噬細胞 發炎反應 10. 巨噬細胞實際上控制了整個的傷口修補過程 11. 持續約三天左右 12. 對於壞死或感染的傷口, 發炎反應會延長以致於傷口的癒合會延遲 增加商口邊緣解的危險 加重疤痕過度增生的危險因素 增生期 1. 此期血管的完整性會修復回來, 傷口會被修補, 傷口的表面會覆蓋新的上皮 2. 主要的事件包括 : a. 上皮化 (Epithelialization) b. 肉芽組織 (Granulation tissue) 的形成 新血管的形成 基質的累積 / 膠元蛋白的形成 c. 傷口孿縮 肉芽組織 (Granulation tissue) 的形成 1. 新血管的形成 a. 微血管的產生重新建立血管的通道 b. NO 往上調節 VEGF 及刺激內皮細胞的新生 2. 基質的累積 / 膠元蛋白的形成 纖維母細胞合成膠元蛋白 細胞外間質 (extracellular matrix, ECM) 的形成 10
傷口孿縮 1. 肌纖維母細胞對於細胞外基質產生拉力以減少傷口的大小 2. 在初級縫合的傷口癒合時 一個非常有限的角色 成熟 ( 再塑 ) Maturation/ Remodeling 1. 差不多 21 天到一年 2. 第三型的成熟 ( 再塑 ) 膠元蛋白會轉換回第一型膠元蛋白 3. 繼續基質的分解及合成 4. 傷口的張力強度最多恢復到受傷前的 80% 全層傷口癒合的特徵 - 次級縫合 1. 缺少止血期 外科的清創會活化這個修補的過程 2. 發炎期會延長 直到壞死的組織和細菌的負載被控制 3. 增生期會延長 傷口的大小會決定 傷口的收縮能力會減少傷口的大小 全層傷口癒合的特徵 - 次級縫合 4. 增加傷口收縮的量 肌纖維母細胞會產生機械性的拉力以減少細胞外基質 5. 延遲的上皮化 表皮的遷移需要一個開放增生性的傷口邊緣 Epibole: 因著傷口邊緣早熟性的角化現象 6. 再塑期的延長 新癒合的傷口缺少張力 1. 真正的 (Underlying) 病理變化 因為真正的疾病所造成 ( 血循不足 ) 2. 發炎期的延長 局部的缺氧, 壞死的組織, 極重的細菌負載,bacterial loads 3. 生長因子的濃度不足 因為高濃度的蛋白酵素所致 作用的受器不足 細胞老化 4. 宿主的情況問題 缺血 營養不良 糖尿病 沒有神經支配 ( 缺少 P 物質, substance P) 脊髓損傷的壓瘡, 神經病變的潰瘍 傷口癒合的介質 1. 這個複雜的傷口癒合過程是被管理性的物質或介質所控制及調整的 : 化學性的介質 環境的介質 分子的介質 2. 這些管理的因素進一步受到宿主因素的影響 : 細胞的受器 細胞的老化 營養及輔因子 (cofactors) 11
化學性的介質 1. 一氧化氮 (NO) 對於傷口修補管理上的重要 是左旋 - 精胺酸的代謝產物 在發炎期中最重要 影響角質細胞的遷移及分化 可以促進 MMP 的產生 2. 鈣離子 正確的角仍然不明確 細胞內重要的胞內信使 (messenger) 環境的介質 (Mediators) 1. 細胞外間質 (Extracellular matrix,ecm) 扮演一個管理者的角色 使細胞的遷移便利或受到抑制 使細胞的分化便利或受到抑制 2. 傷口床的酸鹼值 (ph) 酸性的酸鹼值 ( 發炎期 ) 中或鹼性的酸鹼值 ( 增生期 ) 3. 在鄰近細胞的直接聯絡 門徑的管道 (gated channels) 傷口修補的特例 1. 無疤痕的癒合 a. 早期胚胎的癒合沒有疤痕, 這樣的情況於懷孕的最後三個月消失了 b. 減少的發炎反應 c. 發炎積轉的四個期迅速的帶過去 d. 尤其是迅速平衡的增生期 e. 纖維母細胞並不會分化為肌纖維母細胞 傷口修補的特例 2. 過多的疤痕 a. 疤痕過度增生及蟹足腫 b. 隆起紅色樣癢 c. 延長的發炎反應期 d. 結締組織及血管的過度增生 e. 重塑期時, 膠原蛋白的合成超過他的分解 組織的血液灌流 / 氧合作用 (oxygenation) 1. 正常組織的氧分壓大約 40 mmhg. 2. 組織的氧分壓需求量賴於 傷口修補的不同時期, 發炎期的需求最高 相對而言增生期的需求低了些 3. 對於受影響的血液灌流區域, 他的氧合作又也相對受影響 傷口中的高壓氧 下列型態傷口的傳統治療時, 高壓氧的合併治療有一個明顯的功效 問題傷口皮 感染性的傷口 創傷的傷口 皮膚移植及受影響的皮瓣 燙傷的傷口 12
營養 1. 提共傷口癒合所需的物質 2. 對於感染的預防疾及免疫系統而言是必須的 3. 對於膠元蛋白的合成而言, 蛋白質 卡路里 維生素 A 維生素 C 離子鋅 錳 銅 鐵都是非常重要的 4. 麩胺酸 (Glutamine): 促進淋巴球的產生及巨噬細胞的功能 精胺酸 (Arginine): 飲食中對於 (ornithine, NO) 的前趨物, 在傷口修復中扮演重要的角色 感染 1. 延長發炎期 延長膠元蛋白的合成 阻止上皮化 增加發炎的 cytokines 2. 需要適當 積極的處理 3. 對於傷口表面的細菌控制, 全身性 ( 系統性 ) 的抗生素使用不是適應症 糖尿病 1. 發炎期 : a. 影響的血液的灌流 ( 微血管血流 ) b. 影響白血球的趨化性, 吞噬性, 減少巨噬細胞 c. 增加感染率 2. 增生期 a. 增加蛋白脢 (proteases) b. 減少生長因子, 不正常的胰島素血中濃度 c. 減少膠元蛋白的合成及減少傷口的癒合強度 藥物 1. 化學性治療藥物 對於訊速分裂的細胞有引響 ( 纖維母細胞及肌纖維母細胞 ) 2. 抗發炎藥物 ( 類固醇 ) 抑制發炎反應 ( 藉著穩定溶解體的胞膜 ) 當劑量超過 30~ 40mg/ 每天時確定會有不良的影響 使用維生素 A (25000U/ 每天 ) 可以部份的拮抗他的負作用 其他的因素 1. 系統性的因素 : 腎疾病 ( 尿毒症 ) 肝病 ( 肝硬化 ) 惡性腫瘤 敗血症 造血系統的不正常變化 放射線照射治療 2. 局部因素 傷口床的準備 傷口床的酸鹼值 體溫過低 過多的滲液 細菌的增生過多 (bacterial colonization) 13