Current Concepts in Pediatric Burn Care: The Biology of Cultured Epithelial Autografts: An Eight-Year Study in Pediatric Burn Patients*

 

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Abstract

An 8-year histopathological study of skin regeneration and wound healing in 22 pediatric patients treated with cultured epithelial autografts (CEA) grafted to full-thickness burn wounds excised to muscle fascia is reported. Biopsies of CEA have been analyzed by light microscopic, immunohistochemical, morphometric, electron microscopic and ultrastructural immunolabelling techniques and compared to controls of meshed split-thickness autograft (MSTA) interstices at comparable times postgrafting. At transplantation, CEA are undifferentiated and lack both granular and cornified cell layers. By 6 days postgrafting, CEA differentiate all normal epidermal strata but lack rete ridges. De novo formation of a confluent basal lamina and mature hemidesmosomes is complete by about 3 weeks. Anchoring fibrils appear sparse and immature (as in MSTA controls) compared to normal skin until about 6-12 months. CEA develop rete ridges and a neodermis with normal stromal and vascular organization at about 6-12 months, whereas MSTA interstice controls do not. At 4-5 years, elastin expression is also observed in the CEA neodermis, completing the dermal regeneration process. Normal epidermal differentiation is maintained long-term. These long-term results indicate that CEA regenerate a stable normal epidermis and are capable of inducing dermal regeneration from wound bed connective tissue.

Zusammenfassung

Diese Langzeitkontrollstudie berichtet über die histopathologischen 8-Jahresergebnisse bei 22 schwerverbrannten Kindern, bei welchen drittgradig tiefe Verbrennungswunden nach Exzision bis auf die Muskelfaszie mit Keratinozytenkulturen gedeckt wurden. Die Biopsien wurden lichtmikroskopisch, immunhistochemisch, morphometrisch, elektronenmikroskopisch sowie mittels Ultrastruktur-Immunmarkern untersucht und mit Biopsien verglichen, die aus konventionellen Spalthauttransplantaten gewonnen wurden, welche in analoger Weise und zu einem ähnlichen Zeitpunkt verpflanzt worden waren. Diese Biopsien stammen aus den epithelisierten Zwischenräumen der Netztransplantate. Zum Zeitpunkt der Transplantation sind die Keratinozytenkulturen undifferenziert und zeigen weder ein Stratum granulosum noch ein Stratum corneum. 6 Tage nach Transplantation sind alle normalen Schichten der Epidermis nachweisbar, die Reteleisten fehlen aber. Die De-novo- Bildung einer durchgehenden Basalmembran und ausgereifter Hemidesmosomen ist nach 3 Wochen abgeschlossen. Unreife Ankerfibrillen finden sich innerhalb der ersten 6-12 Monate nach Transplantation spärlich (ähnlich wie in den Biopsien nach Spalthautdeckung) im Vergleich zu normaler Haut.

Innerhalb der ersten 6-12 Monate nach Operation entwickeln die Keratinozytenkulturen Reteleisten, und es bildet sich eine Neodermis mit normaler Stromaarchitektur und Gefäßversorgung. Die Kontrollbiopsien dagegen zeigen diese Befunde nicht. 4-5 Jahre nach Transplantation wird in der Keratinozyten-Neodermis die Bildung von Elastin beobachtet, was für die Ausreifung des dermalen Regenerationsprozesses spricht. Die normale Strukturierung der Epidermis bleibt über Jahre erhalten.

Diese Langzeitresultate zeigen, daß die Keratinozytenkulturen sowohl eine normal strukturierte Epidermis zu regenerieren vermögen und außerdem in der Lage sind, eine normal strukturierte Neodermis-Regeneration aus dem Bindegewebe des Wundbettes zu induzieren.