Биомеханические особенности кожи

Хирургическая операция приводит не только к биоло­гическим изменениям в тканях. При разрезе кожи проис­ходит расхождение краев раны, которая приобретает опре­деленную форму, сопротивляется сшиванию ее краев и т. п. Хирург–пластик должен знать все «капризы» ткани и предвидеть ее биологическую и механическую реакцию на вмешательство.

Механические свойства кожи обусловлены главным об­разом структурой и качественным состоянием дермы. Ха­рактер и количество волокнистых структур дермы — эла­стических и коллагеновых волокон, составляющих основ­ную массу дермы, различны и зависят от их локализации и возраста человека.

Тщательное изучение строения дермы кожи позволило определить механические особенности ко­жи. Было показано, что эластическая ткань состоит из субэпидермального слоя тонких волокон и глубокого слоя более длинных и толстых волокон. Поверхностное сплете­ние располагается обычно вертикально по отношению к эпидермису. Круглые волокна проходят между коллагеновыми волокнами поперечно или продольно по отношению к оси тела, но не косо. Большинство волокон может идти в поверхностных слоях кожи в одном направлении, а более глубоко — под прямым углом.

К. Holmstrand и соавт. (1961) с помощью метода ди­фракционной микроскопии установил наличие в дерме двух систем коллагеновых волокон: одни из них идут парал­лельно линиям складок (морщин), другие — перпендику­лярно к ним. Однако преимущественное направление во­локон — параллельное складкам.

Большие возможности изучения механических свойств кожи и процесса заживления ран открывает перед иссле­дователями тензометрия — метод количественного анализа механических свойств раны и окружающей кожи, предусматривающий измерение силы натяжения в рубце или коже, вплоть до их разрыва. Для этих целей приме­няют различные разрывные устройства, передающие дав­ление жидкостей или воздуха ране через рычажную си­стему. Тензометрия впервые была использована Леонар­до да Винчи для определения прочности проволоки, в настоящее время ее используют во всех сферах материаль­ного производства для оценки физико-механических свойств материалов или готовых изделий.

В экспериментальную медицину тензометрия была вве­дена Е. Howes и соавт. (1929), которые исследовали проч­ность раны на разрыв. После опубликования результатов этих исследований данные тензометрии становятся важ­ным объективным критерием оценки заживления ран и влияния на него различных факторов. Параллельное проведение микроскопических исследований в этих случа­ях позволяет судить и о качественной стороне изучаемых процессов.

В 1965 г. Т. Gibson и соавторы провели исследования по изучению механических свойств человеческой кожи. При приложении нагрузки к полоскам кожи происходило рас­тяжение их в направлении прилагаемых сил и одновре­менное сокращение под прямым углом к этим силам, т. е. по ширине. Интересными оказались результаты парал­лельных микроскопических исследований. В дерме опре­делены три слоя волокон: узкий слой тонких волокон, средний слой, составляющий основную массу дермы, и глубокий слой, состоящий из удлиненных волокон, соеди­няющих кожу с поверхностной фасцией. Наибольшие из­менения происходят в среднем слое дермы. В расслаблен­ном состоянии коллагеновые волокна дезориентированы и закручены, отделены одно от другого тканевой жидкостью и аморфным межуточным веществом. При значительной нагрузке и фиксированном состоянии происходит ориента­ция почти всех коллагеновых волокон по линии растяже­ния. Коллагеновые волокна в дерме при нагрузке распо­лагаются параллельно друг другу. В покое волокна имеют вид случайно ориентированных. При ориентации воло­кон из них выделяется жидкость.

Эластические волокна служат возвратной пружиной для создания покоя структурной системе. Они формируют вторую сеть вокруг коллагеновых волокон. При растяже­нии кожи они лежат пучками между коллагеновыми во­локнами, точно ориентированные в том же направлении.

Позднее было установлено, что в восстановлении прочности тканей раны определенную роль играет не только коллагеновая структура дермы, но и эпидермис. Было обращено внима­ние также на участие в этом процессе таких субстанций, как клетки, неколлагеновые белки, кератин и мукополисахариды.

Физические свойства кожи (вязкость, напряжение, рас­тяжимость) имеют определенное клиническое значение. Так, в клинике извест­ны случаи, когда после многократного натяжения несхо­дящихся краев раны отмечались «ползучесть» кожи и бо­лее легкое соединение их. Лоскут кожи, с трудом закры­вающий дефект, не отмирает, а выживает вследствие того, что сила его растяжения уменьшается при постоянстве раз­меров дефектов. Наконец, на практике растяжимость кожи используют при отслоении ее от более плотных подлежа­щих тканей, ограничивающих ее подвижность.

Крайне важной следует считать связь между растяжи­мостью кожи и ее строением. При усиленном растяжении кожи коллагеновые волокна становятся более чувствитель­ными к действию ферментов и происходят патологические изменения в богатых коллагеном тканях. Действие неко­торых химических веществ (латирогенов, пеницилламина) на поперечные связи в коллагеновых волокнах свидетель­ствует о влиянии химических процессов на механические свойства тканей. При уменьшении натяжения рубцовой ткани, например с помощью Z-пластики, размягчаются рубцы, снижается выделение продуктов распада колла­гена. Однако в настоящее время однозначный вывод о влиянии натяжения на свойства коллагена сделать пока нельзя, это влияние может быть различным в зависимо­сти от строения сети коллагеновых фибрилл, а также от количественного и качественного соотношения коллагена и неколлагеновых компонентов ткани.

Тем не менее, представляют интерес экспериментально-клинические данные о влиянии натяжения в ране на рост соединительной ткани и рубца. Так, М. Stearns (1940) в эксперименте показала, как под влиянием натяжения утолщаются и меняют ориентацию волокна дермы. Автор сделала вывод о том, что развитие и ориентация соедини­тельной ткани находится под влиянием натяжения.

Более детально формирование коллагеновых волокон и их ориентация в ткани изучены L. Ordman и Т. Gillman (1966), которые показали, что ретикулин в пределах кож­ного рубца появляется ко 2—3-му дню после операции в виде волокон, ориентированных вертикально по отноше­нию к поверхности. Новообразованные коллагеновые во­локна и кровеносные капилляры до 5-го дня ориентируют­ся перпендикулярно к поверхности и не пересекают рубец, а после 6-го дня меняют свою ориентацию — лежат парал­лельно поверхности и пересекают рубец.

По данным D. Douglas и соавторы (1969), раневой кол­лаген до 52-го дня отличается от обычного кожного; он тоньше (соответственно 2–10 и 12–30 мкм), не прелом­ляет свет, собран в более тонкие пучки. В связи с этим рубцовая ткань всегда слабее интактной кожи даже на протяжении десятков лет, что может быть объяснено толь­ко ориентацией и количеством коллагена, хотя этот факт не всеми признается.

J. Dick (1951) показал, что предел кожного растяже­ния любой области тела является одинаковым для всех возрастов, но это характерно при небольших нагрузках (примерно тех, что происходят в клинических условиях). При небольших нагрузках важны состояния эластических волокон, при больших — коллагеновых. Поскольку в отли­чие от старческой кожи эластические волокна у молодых людей хорошо сформированы, правильные по величине и равномерно распространены по всей коже, растяжение та­кой кожи небольшое.

⇐ Предыдущая20212223242526272829Следующая ⇒

Поделиться: