表皮及周围结缔组织对人头皮毛囊在裸鼠背部生长的影响

杨燕文 冯自豪 亓发芝

(复旦大学附属中山医院整形外科,上海 200032)

毛发移植是治疗各种毛发缺失的有效方法之一,移植后可以获得永久性的效果。由于自体毛发移植是基于“供区优势”理论,因此个体毛发的供区是有限的,这大大限制了毛发移植的应用。为了提高有限毛囊的利用率,各种研究着眼于毛发移植的各个环节,从毛发移植的器械选择[1-2]到毛囊保存的环境条件[3-4],以及植入毛囊的最佳密度[5]等不同方面着手以提高移植毛发的存活率。

本研究通过比较完整毛囊单位、去表皮成分的毛囊和不带周围结缔组织毛囊在裸鼠背部生长的情况,探讨表皮成分的有无、周围结缔组织的多少,对游离毛囊生长的影响,并以此来指导临床的操作,确定一种毛发存活率较高的毛囊制备方式,充分发挥有限毛囊的作用。

1 资料与方法

1.1 标本采集 常规消毒铺巾,取青年男性枕部正常带毛发头皮,置于无菌0.9%氯化钠溶液中清洗血污,剪除毛干及多余的脂肪组织,存于无菌0.9%氯化钠溶液(含青霉素400 U◦mL-1,链霉素100 μ g◦mL-1)中。

1.2 游离毛囊制备 在超净工作台内,放大镜下将上述组织用手术刀在硬质木板上,分离出单个完整的毛囊单位。选取未受损伤毛发,随机将所得毛囊分成3组,A组20根,余两组各10根。A组修剪皮肤之外的毛干至皮肤表面,为完整毛囊单位组;B组切去表皮部分,成为去表皮成分的毛囊;C组修剪皮肤之外的毛干至皮肤表面,再切去毛囊周围的结缔组织,成为去周围结缔组织的毛囊。将其保留于无菌0.9%氯化钠溶液(含青霉素400 U◦mL-1,链霉素 100 μ g◦mL-1)中 。

1.3 毛囊植入 戊巴比妥钠50 mg◦kg-1腹腔注射麻醉裸鼠后,用20 mL针头于裸鼠背部戳孔,并植入事先制备好的完整毛囊单位和去表皮成分毛囊,每侧各10根,将毛干部分保留于表皮外。同样在另一只裸鼠背部植入完整毛囊单位和去周围结缔组织毛囊,每侧各10根。

1.4 数据采集与处理 植入后即刻和2周时,测量裸鼠背部植入毛干长度,计算生长长度(生长长度=测得长度-初始长度)。将各组的结果行方差分析或卡方检验,P＜0.05为差异有统计学意义。植入后毛发共观察9周,每周拍照,记录裸鼠背部毛发情况。

1.5 HE染色 9周后每组各取2根毛囊做HE染色观察其结构情况。

2 结 果

2.1 人头皮毛囊在裸鼠背部移植的生长情况 本研究将人头皮毛囊分离后植入裸鼠背部,发现植入的各组毛囊在前2周均能较好生长。于植入2周时测量各组毛干生长的长度,A组毛干平均生长4.054±1.564 mm,B组毛干平均生长 4.371±1.538 mm,C组毛干平均生长3.663±1.525 mm。用一维方差分析各组数据显示：A组毛干的生长长度与B、C组均无显著差异(P＞0.05)。

自2周以后开始有毛发自裸鼠背部脱落,每周脱落1～2根,毛干的数量不断减少。第4周时,A组可见6根毛发,B组可见4根毛发,C组可见7根毛发。第9周时原有毛发毛干已基本消失,部分毛干虽然脱落,但其毛囊开口仍然存在。这些毛囊结构随着时间的推移,有的逐渐消失,有的再次有纤细柔软的黑色毛发长出。处死裸鼠后,仍可在其背部皮下见到明显的毛囊。

2.2 人头皮毛囊在裸鼠背部移植的存活率 2周时各组毛囊在裸鼠背部的存活率分别为：A组90%,B组100%,C组 100%。各组间毛发的存活率无显著差异(P＞0.05)。

2.3 人头皮毛囊在裸鼠背部移植的组织学观察 9周后将裸鼠背部的毛囊进行HE染色,可观察到人头皮毛囊在裸鼠背部存活,毛囊各层的结构清晰可见(图 1)。

图1 裸鼠背部人头皮毛囊移植的HE染色(10×10)(EP：裸鼠表皮;HF：人头皮毛囊)

3 讨 论

在临床工作中发现移植不带有表皮和周围结缔组织的毛囊,往往存活率较低。因此,在分离毛囊时通常会保留一定的周围组织和表皮。表皮成分或周围结缔组织成分对游离毛囊的生长究竟有无影响,在毛囊移植的操作中是否要特别注意保留,无标准可循。Seager[6]研究发现带有一定周围组织的毛囊移植生长率要明显高于紧贴毛干分离的毛囊。而表皮成分对毛发的生长有无影响,尚无文献报道。国内曹筱冬等[7]提出制备毛囊时在保护好毛囊的基础上,尽量去除周围多余的组织,毛囊受到破坏和周围组织过多均会影响移植毛囊的成活或生长。

本研究观察到在移植2周时,完整毛囊单位组与去表皮成分组、去周围结缔组织组毛干的生长长度及存活率均无显著差异,说明在裸鼠背部这一环境中,带有表皮成分的毛发与其余两组移植毛发的生长速度和存活率相似。原因可能是在裸鼠背部毛发植入部位的周围存在着与人头皮相似的表皮和结缔组织,且有足够的血管、神经分布。在人头皮毛发植入后,可能通过一些上皮-间质间的相互作用,诱导裸鼠的表皮和结缔组织进行一定的转变,趋向于具备人头皮的一些特性,从而弥补被去除表皮成分或周围结缔组织的作用。此外,毛发植入裸鼠背部是一个体内培养的环境,植入的毛囊可以从裸鼠体内获得一些通过内分泌等途径产生的激素、生长因子等毛囊生长所需物质,从而在一定程度上弥补了毛囊周围表皮及结缔组织的部分作用。

根据本研究的结果,可认为在临床毛发移植时,是否带有表皮或是保留足够的周围结缔组织,并不影响植入毛发的生长率、存活率。临床上观察到的毛发生长的差异性,可能主要是由于对毛囊损伤造成的。无论是去表皮,还是分离时过于靠近毛根,都会大大增加损伤毛囊的概率,故毛发移植的关键还是注意保护毛囊不受损伤。如有必要,可在确保不损伤到毛囊的情况下,去除毛发的表皮成分或周围结缔组织,不会影响到移植后毛发的生长。

本研究将人头皮毛囊模拟毛发移植的方式,植入裸鼠背部。由于裸鼠背部皮肤较薄,因此采用倾斜插入的方式。插入后保留毛干暴露于体外,与在人体进行毛发移植的操作基本相同。大多文献研究是将毛囊细胞植入裸鼠背部皮下[8],或是将毛囊的一部分埋入裸鼠背部皮下,不保留有毛干在皮肤表面[9]。国内有学者提到本研究的方法,并指出这样植入后毛发容易掉落,无法进行观察。就本研究移植的情况来看,在每只裸鼠单独放置的情况下,头皮毛囊采用这种方法植入裸鼠后能够很好的生长,并不需要额外的保护,在短期内并不会因外界因素而掉落。

裸鼠是免疫缺陷的动物,因此人头皮毛发在裸鼠背部植入后并不出现排异反应,能很好的生长。各组毛囊在植入裸鼠背部后均有明显生长,植入的毛发2周后开始出现脱落,原因可能是植入毛囊所带有的短暂扩增细胞(TA cell)等已消耗殆尽,毛发进入退行期。每组植入的毛发3～4 d脱落1根,未脱落的毛发继续生长。所有植入毛发至第9周时均脱落,但可发现部分毛囊所在位置有纤细柔软的毛发长出,这一现象在完整毛囊单位组较多。原因可能是该组毛囊受到损伤最小,带有组织最为完整,还可能存在少量的人头皮毛囊干细胞,在一定的环境下,还能继续进入新一轮生长周期。再次生长出的毛发比较纤细柔软,可能与在植入毛囊和裸鼠背部周围组织相互作用后新生成的真皮乳头不同于头皮毛囊的真皮乳头(前者体积较小)有关[10-11]。

1 Harris JA.New methodology and instrumentation for follicular unit extraction：lower follicle transection rates and expanded patient candidacy[J].Dermatol Surg,2006,32(1)：56-61.

2 Cooley J.Follicular cell implantation：an update on‘hair follicle cloning'[J].Facial Plast Surg Clin North Am,2004,12(2)：219-224.

3 Gandelman M,Mota A L,Abrahamsohn PA,et al.Light and electron microscopic analy sis of controlled injury to follicular unit g rafts[J].Dermatol Surg,2000,26(1)：25-30.

4 Raposio E,Cella A,Panarese P,et al.Effects of cooling micrografts in hair transplantation surgery[J].Dermatol Surg,1999,25(9)：705-707.

5 Lee W,Lee S,Na G.,et al.Survival rate according to grafted density of Korean one-hair follicular units with a hair transplant implanter：Ex perience with four patients[J].Dermatol Surg,2006,32(6)：815-818.

6 Seager DJ.Micrograft size and subsequent survival[J].Dermatol Surg,1997,23(9)：757-761.

7 曹筱冬,范卫新.自体微小毛胚毛发移植术的毛胚制备[J].临床皮肤科杂志,2008,37(2)：94-95.

8 Ehama R,Ishimatsu-T suji Y,Iriyama S,et al.Hair follicle regeneration using g rafted rodent and human cells[J].Jinvest Dermatol,2007,127(9)：2106-2115.

9 Tang L,Madani S,Lui H,et al.Regeneration of a new hair follicle from the upper half of a human hair follicle in a nude mouse[J].Jinvest Dermatol,2002,119(4)：983-984.

10 Elliott K,Stephenson TJ,Messenger AG.Differences in hair follicle dermal papilla volume are due to ex tracellular matrix volume and cell number：implications for the control of hair follicle size and androgen responses[J].Jinvest Dermatol,1999,113(6)：873-877.

11 Kurata S,Ezaki T,Itami S,et al.Viability of isolated single hair follicles preserved at 4 degrees C[J].Dermatol Surg,1999,25(1)：26-29.