碱性成纤维细胞生长因子促进大鼠随意皮瓣成活的实验研究
作者：刘芬兰 王震宇 李吉 王昌立
单位：刘芬兰(110031 沈阳市 沈阳医学院解剖学教研室)；王震宇(中国医科大学解剖学教研室)；李吉(中国医科大学解剖学教研室)；王昌立(中国医科大学解剖学教研室)
关键词：随意皮瓣；成纤维细胞生长因子；微循环；大鼠
中国临床解剖学杂志000229 【摘 要】目的：研究碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)对促进大比例超长随意皮瓣成活的作用。方法：采用大鼠背部随意皮瓣动物模型，自身对照，于术后第一天实验组一次性局部应用bFGF 400IU。应用BPM2镭射多普勒血流仪数字温度计对随意皮瓣的成活进行动态监测，并结合墨汁灌注制作透明标本进行形态学观察。结果：实验组皮瓣成活率明显高于对照组(P<0.05)；血流值从术后第二天实验组皮瓣末端显著高于对照组(P<0.05，P<0.01)，皮温的变化规律与血流值相同。光镜观察透明标本，发现实验组皮瓣血管的再生明显多于对照组。结论：bFGF能促进皮瓣血管的再通与增生，加速血液循环的重建，提高随意皮瓣的成活长度，并可达到早期断蒂的目的。
, 百拇医药
Research of basic fibroblast growth factor promoting the survival of the rat's random flap
Liu Fenlan,Wang Zhenyu,Li Ji,et al.
(Department of Anatomy,Shenyang Medical University,Shenyang 110031)
Abstract Objective:In order to study the function of bFGF to promote the survival of the big-proportioned and super-length random flap.Methods:The experiment employed the animal model of random flap in rat back,applied bFGF(400IU) locally in experiment group's flap the first day after operation with auto-control.Then the flaps were monitored constantly with BMP2 and digital thermometer,and observed through the morphological method of ink perfusion.Results:In contrast with the control,the survival rate of the experimental group is increased markedly(P<0.05).From the second day to the seventh day after operation,the flow of the experimental distal part is remarkably higher than that of the control (P<0.05,P<0.01).The regularity of the skin tempreture changed in accordance with the flow.Under the light microscopy,the blood vessels in the experimental distal part are much more than in the control.Conclusion:bFGF can enhance the reconnection of the blood circulation of the flap,and increased the survival lenghth of the random flap.Thus,the flap's pedicle could be excised earlier.
, 百拇医药
Key words Random flap Fibroblast growth factor Microcirculation
传统上认为随意皮瓣的长宽比例不应超过(1.5～2)∶1[1]，为提高随意皮瓣的成活率，许多方法被临床和基础实验研究所采用。本实验欲通过外源性局部应用bFGF，应用BPM2镭射多普勒血流监测仪观察皮瓣手术前后微循环的变化规律，探讨其促进皮瓣成活的可能性和作用方式，为临床应用提供实验依据。
1 材料和方法
1.1 药品及实验仪器
bFGF购于珠海东大生物制药有限公司，4000IU/支，实验时用生理盐水配成800IU/mL的溶液。镭射BPM2组织血流监测仪(美国Vasamedics公司)。数字温度计SN2202型(北京师范大学司南仪器厂)。
, http://www.100md.com
1.2 实验动物分组及模型制作
健康Wistar大鼠40只(中国医科大学实验动物中心)，雌雄不限，采用自身对照。大鼠用1%戊巴比妥钠溶液腹腔注射麻醉并固定于恒温手术台上，动物腹卧；用硫化钡、滑石粉、面粉三者1∶1∶1加水搅伴成糊状脱毛剂，将其涂于大鼠背部。脱毛后皮肤常规消毒，用1.5cm×4.5cm的模板在大鼠背部脊柱两侧对称部位分别作一随意皮瓣，头侧端为蒂。术后第一天随机选择一侧皮瓣为实验组， 皮下注射0.5 mL 400IU bFGF，另一例为对照组，皮下注射0.5mL生理盐水；术后第5天两例皮瓣断蒂。
1.3 实验方法及观测指标
1.3.1 大体观察 术后每天密切观察记录皮瓣颜色，有无肿胀、水泡、坏死等；术后第10天用坐标纸计算皮瓣的坏死面积。
1.3.2 皮瓣血流值的动态监测 应用先进的激光和光导纤维技术无损伤地监测血管灌注指标(血流量、血流速度、血液容积)。动物脱毛后在皮瓣的蒂部、中心和末端用染料(甲苯胺兰)分别标记一个点，以后各时期的测量均固于这三个点上；测量时将BPM2P-430型直角探头接触预测部位，触而不压，并以特定支架固定，待血流值稳定时，用打印机记录10s内血流变化值。术后各个时期测量用乙醚短时间持续吸入麻醉。测量的时间为术前、术后即刻，术后6、24 h，2、3、5和7 d。
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1.3.3 皮肤温度的动态监测 测量皮温与测量血流值同时同部位进行，且方法一致，测量时注意保持室温和大鼠身体状态的稳定。
1.3.4 墨汁灌注制作大体透明标本 于术后2、3、4、5、6 d各取4只大鼠，麻醉后两侧皮瓣断蒂。将大鼠一侧股静脉剥离，用4号头皮针将墨汁与福尔马林混合液(9∶1)缓慢推入直至大鼠全身墨染，将背部皮瓣剪下，放入10%的福尔马林溶液中固定；再经脱水、透明后，在放大显微镜下观察两侧皮瓣的血管增生情况。
2 结果
2.1 大体观察
两侧皮瓣断蒂前均100%成活，皮瓣颜色正常，无肿胀，水泡和局部坏死等观象；断蒂后第5天实验组皮瓣的成活面积6.36±0.28 cm2、成活率为(94±4)%；对照组成活面积4.73±0.31 cm2、成活率为(70±4)%，两组比较差异显著(P<0.05)
, 百拇医药
2.2 BPM2血流值
两组皮瓣蒂部的血流值无显著性差异，中部血流只是在断蒂后第2天实验组显著高于对照组(P<0.05)，而未端血流从术后(皮瓣形成)第2天实验组明显高于对照组(P<0.05)，断蒂后则更加显著(P<0.01，见表1、图1)。
表1 两组皮瓣末端血流值的比较(单位mL/min/100g n=20) 时 间
实验组末端
对照组末端
术前
11.703±3.498
11.104±3.234
术后即刻
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2.357±1.106
2.023±1.013
术后6h
2.964±0.871
2.633±1.045
术后24h
3.166±0.66
2.919±0.928
术后2d
5.133±0.859
2.899±1.211
术后3d
, 百拇医药
6.449±0.556
2.844±1.443
术后5d
8.052±1.324
2.945±1.279
术后7d
7.554±0.973
2.827±1.735
图1 两组皮瓣手术前后血流值的比较
2.3 皮温
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两组皮瓣蒂部、中部皮温在测量过程中无显著性差异；实验组未端皮温值在皮瓣形成术后48h高于对照组(P<0.05)，而断蒂后2d则更加显著(P<0.01)，两组皮瓣皮温变化规律与血流值的变化规律相同见(表2、图2)
表2 两组皮瓣末端手术前后皮温值的比较 n=20 时 间
实验组末端
对照组末端
术前
27.14°±1.37°
27.26°±1.42°
术后即刻
24.41°±1.96°
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24.43°±2.13°
术后6h
28.31°±1.53°
26.68°±1.19°
术后24h
28.45°±2.56°
27.06°±2.07°
术后2d
29.74°±0.94°
26.83°±1.36°
术后3d
30.49°±1.64°
, 百拇医药
26.74°±1.67°
术后5d
30.16°±1.53°
26.42°±2.06°
术后7d
29.58°±1.58°
26.58°±1.39°
图2 两组皮瓣末端手术前后皮温值的比较
2.4 墨汁灌注和透明标本
皮瓣形成术后2天两组皮瓣均未见墨染，术后3d实验组皮瓣被轻度墨染，以后两组皮瓣均染黑，但对照组程度较轻；透明标本可清晰看见微血管从外周向皮瓣内的长入和再通，也可看见血管从基底床向皮瓣内的长入。在断蒂后实验组皮瓣内末端的血管显著多于对照组(图3、4)。
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图3 断蒂后实验组随意皮瓣末端微血管从外周向内的长入和再通(透明标本×200)
图4 断蒂后对照组随意皮瓣末端微血管很少从外周向内长入(透明标本×200)
3 讨论
3.1 血液循环的重建是皮瓣成活的基础
随意皮瓣的成活是依蒂部的皮肤和筋膜内的血管网供养，因血供不甚丰富，故一般认为长宽之比不应超过(1.5～2)∶1。随意皮瓣形成后，其血供主要有两个来源：即蒂部和创基创缘。其中术后早期和断蒂前皮瓣的血供主要来自蒂部。在大比例超长皮瓣术后早期蒂部和中部的血供较好而末端较差，是因为蒂部无知名的血管、且血流灌注压较低，血流较难到达远端。而皮瓣成活的长度主要取决于皮瓣内血流灌注压[2]。本实验BPM2动态监测表明，皮瓣末端两组血流值术后24h一直很低。术后2d两组末端皮瓣血流值出现差异：实验组随时间延长而逐渐增大，对照组则无明显变化，提示实验组侧支循环建立速度快，而对照组末端低于2mL/min/100g的术后10d完全坏死。因此影响超长随意皮瓣末端成活的关键因素是血管断端能否及时与创基创缘相互吻接以及基底床新生毛细血管向皮瓣内的长入，这一因素在断蒂后对末端的成活变得更为重要。
, 百拇医药
影响随意皮瓣成活的另一因素是其中段血的发育。宋业光[3]等认为随意皮瓣中段的血管的构筑变化起一个“中介蒂”的作用，是随意皮瓣能够早期断蒂及超长皮瓣得以成活的基础，本实验术后两天观察到两组皮瓣其中段血流值均有提高，如此血运变化起“中介蒂”的作用，一方面在随意皮瓣早期断蒂时可向近端逆向供血，使其早期断蒂；另一方面向皮瓣末端顺向供血，使未端得以成活。
3.2 bFGF促进随意皮瓣成活的机制
FGF是一种多肽，根据等电点的不同可以分为酸性(aFGF)和碱性(bFGF)两种，其中bFGF在离体实验中效能要强于aFGF10～100倍。FGF的作用十分广泛，能促进所有中胚层和外胚层来源细胞的增殖和分化，这种功能特别体现在对成纤维细胞和血管内皮细胞的作用上。bFGF是一强促血管生成因子，动物实验中人们已经发现它能促进各种组织和器官内的血管再生[4]，也促进组织细胞本身的分裂增殖，还可诱导周围毛细血管向其内部的长入，为其带来所必需的营养。
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大比例超长随意皮瓣远端的成活主要依赖于它与创基创缘血管的再通和周围血管向其内部的长入，bFGF能强烈地促进血管内皮细胞和平滑肌细胞的增生，并且作为一强趋化因子诱导毛细血管向随意皮瓣内部长入，因此bFGF能对随意皮瓣的血液循环重建发挥重大作用。本实验表明术后5d随意皮瓣实验组末端血管显著多于对照组，是bFGF促进了随意皮瓣中段血管的发育，使其在断蒂后更好地发挥“中介蒂”的作用；此外，皮肤细胞属于外胚层来源，bFGF对皮肤的修复和再生有显著作用，可加速随意皮瓣伤口的愈合。
参考文献
1，王成琪.皮瓣的命名和供区选择.中华显微外科杂志，1995，18(2)：84
2，成红兵.猪皮瓣长/宽比例的实验研究.手外科杂志，1987，3(2)：42
3，宋业光，修志天，张智通，等.真皮下血管网皮瓣血管构筑变化与成纤维细胞生长因子的关系.中华整形烧伤外科杂志，1996，12(5)：323
4，Gospodarowicz D,Bialecki H,Thakral TK.The angiogenic activity of the fibroblast and epidermal growth factor.Exp Eye Res,1979,28:501
(收稿：1999-06-09), 百拇医药
单位：刘芬兰(110031 沈阳市 沈阳医学院解剖学教研室)；王震宇(中国医科大学解剖学教研室)；李吉(中国医科大学解剖学教研室)；王昌立(中国医科大学解剖学教研室)
关键词：随意皮瓣；成纤维细胞生长因子；微循环；大鼠
中国临床解剖学杂志000229 【摘 要】目的：研究碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)对促进大比例超长随意皮瓣成活的作用。方法：采用大鼠背部随意皮瓣动物模型，自身对照，于术后第一天实验组一次性局部应用bFGF 400IU。应用BPM2镭射多普勒血流仪数字温度计对随意皮瓣的成活进行动态监测，并结合墨汁灌注制作透明标本进行形态学观察。结果：实验组皮瓣成活率明显高于对照组(P<0.05)；血流值从术后第二天实验组皮瓣末端显著高于对照组(P<0.05，P<0.01)，皮温的变化规律与血流值相同。光镜观察透明标本，发现实验组皮瓣血管的再生明显多于对照组。结论：bFGF能促进皮瓣血管的再通与增生，加速血液循环的重建，提高随意皮瓣的成活长度，并可达到早期断蒂的目的。
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Research of basic fibroblast growth factor promoting the survival of the rat's random flap
Liu Fenlan,Wang Zhenyu,Li Ji,et al.
(Department of Anatomy,Shenyang Medical University,Shenyang 110031)
Abstract Objective:In order to study the function of bFGF to promote the survival of the big-proportioned and super-length random flap.Methods:The experiment employed the animal model of random flap in rat back,applied bFGF(400IU) locally in experiment group's flap the first day after operation with auto-control.Then the flaps were monitored constantly with BMP2 and digital thermometer,and observed through the morphological method of ink perfusion.Results:In contrast with the control,the survival rate of the experimental group is increased markedly(P<0.05).From the second day to the seventh day after operation,the flow of the experimental distal part is remarkably higher than that of the control (P<0.05,P<0.01).The regularity of the skin tempreture changed in accordance with the flow.Under the light microscopy,the blood vessels in the experimental distal part are much more than in the control.Conclusion:bFGF can enhance the reconnection of the blood circulation of the flap,and increased the survival lenghth of the random flap.Thus,the flap's pedicle could be excised earlier.
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Key words Random flap Fibroblast growth factor Microcirculation
传统上认为随意皮瓣的长宽比例不应超过(1.5～2)∶1[1]，为提高随意皮瓣的成活率，许多方法被临床和基础实验研究所采用。本实验欲通过外源性局部应用bFGF，应用BPM2镭射多普勒血流监测仪观察皮瓣手术前后微循环的变化规律，探讨其促进皮瓣成活的可能性和作用方式，为临床应用提供实验依据。
1 材料和方法
1.1 药品及实验仪器
bFGF购于珠海东大生物制药有限公司，4000IU/支，实验时用生理盐水配成800IU/mL的溶液。镭射BPM2组织血流监测仪(美国Vasamedics公司)。数字温度计SN2202型(北京师范大学司南仪器厂)。
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1.2 实验动物分组及模型制作
健康Wistar大鼠40只(中国医科大学实验动物中心)，雌雄不限，采用自身对照。大鼠用1%戊巴比妥钠溶液腹腔注射麻醉并固定于恒温手术台上，动物腹卧；用硫化钡、滑石粉、面粉三者1∶1∶1加水搅伴成糊状脱毛剂，将其涂于大鼠背部。脱毛后皮肤常规消毒，用1.5cm×4.5cm的模板在大鼠背部脊柱两侧对称部位分别作一随意皮瓣，头侧端为蒂。术后第一天随机选择一侧皮瓣为实验组， 皮下注射0.5 mL 400IU bFGF，另一例为对照组，皮下注射0.5mL生理盐水；术后第5天两例皮瓣断蒂。
1.3 实验方法及观测指标
1.3.1 大体观察 术后每天密切观察记录皮瓣颜色，有无肿胀、水泡、坏死等；术后第10天用坐标纸计算皮瓣的坏死面积。
1.3.2 皮瓣血流值的动态监测 应用先进的激光和光导纤维技术无损伤地监测血管灌注指标(血流量、血流速度、血液容积)。动物脱毛后在皮瓣的蒂部、中心和末端用染料(甲苯胺兰)分别标记一个点，以后各时期的测量均固于这三个点上；测量时将BPM2P-430型直角探头接触预测部位，触而不压，并以特定支架固定，待血流值稳定时，用打印机记录10s内血流变化值。术后各个时期测量用乙醚短时间持续吸入麻醉。测量的时间为术前、术后即刻，术后6、24 h，2、3、5和7 d。
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1.3.3 皮肤温度的动态监测 测量皮温与测量血流值同时同部位进行，且方法一致，测量时注意保持室温和大鼠身体状态的稳定。
1.3.4 墨汁灌注制作大体透明标本 于术后2、3、4、5、6 d各取4只大鼠，麻醉后两侧皮瓣断蒂。将大鼠一侧股静脉剥离，用4号头皮针将墨汁与福尔马林混合液(9∶1)缓慢推入直至大鼠全身墨染，将背部皮瓣剪下，放入10%的福尔马林溶液中固定；再经脱水、透明后，在放大显微镜下观察两侧皮瓣的血管增生情况。
2 结果
2.1 大体观察
两侧皮瓣断蒂前均100%成活，皮瓣颜色正常，无肿胀，水泡和局部坏死等观象；断蒂后第5天实验组皮瓣的成活面积6.36±0.28 cm2、成活率为(94±4)%；对照组成活面积4.73±0.31 cm2、成活率为(70±4)%，两组比较差异显著(P<0.05)
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2.2 BPM2血流值
两组皮瓣蒂部的血流值无显著性差异，中部血流只是在断蒂后第2天实验组显著高于对照组(P<0.05)，而未端血流从术后(皮瓣形成)第2天实验组明显高于对照组(P<0.05)，断蒂后则更加显著(P<0.01，见表1、图1)。
表1 两组皮瓣末端血流值的比较(单位mL/min/100g n=20) 时 间
实验组末端
对照组末端
术前
11.703±3.498
11.104±3.234
术后即刻
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2.357±1.106
2.023±1.013
术后6h
2.964±0.871
2.633±1.045
术后24h
3.166±0.66
2.919±0.928
术后2d
5.133±0.859
2.899±1.211
术后3d
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6.449±0.556
2.844±1.443
术后5d
8.052±1.324
2.945±1.279
术后7d
7.554±0.973
2.827±1.735
图1 两组皮瓣手术前后血流值的比较
2.3 皮温
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两组皮瓣蒂部、中部皮温在测量过程中无显著性差异；实验组未端皮温值在皮瓣形成术后48h高于对照组(P<0.05)，而断蒂后2d则更加显著(P<0.01)，两组皮瓣皮温变化规律与血流值的变化规律相同见(表2、图2)
表2 两组皮瓣末端手术前后皮温值的比较 n=20 时 间
实验组末端
对照组末端
术前
27.14°±1.37°
27.26°±1.42°
术后即刻
24.41°±1.96°
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24.43°±2.13°
术后6h
28.31°±1.53°
26.68°±1.19°
术后24h
28.45°±2.56°
27.06°±2.07°
术后2d
29.74°±0.94°
26.83°±1.36°
术后3d
30.49°±1.64°
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26.74°±1.67°
术后5d
30.16°±1.53°
26.42°±2.06°
术后7d
29.58°±1.58°
26.58°±1.39°
图2 两组皮瓣末端手术前后皮温值的比较
2.4 墨汁灌注和透明标本
皮瓣形成术后2天两组皮瓣均未见墨染，术后3d实验组皮瓣被轻度墨染，以后两组皮瓣均染黑，但对照组程度较轻；透明标本可清晰看见微血管从外周向皮瓣内的长入和再通，也可看见血管从基底床向皮瓣内的长入。在断蒂后实验组皮瓣内末端的血管显著多于对照组(图3、4)。
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图3 断蒂后实验组随意皮瓣末端微血管从外周向内的长入和再通(透明标本×200)
图4 断蒂后对照组随意皮瓣末端微血管很少从外周向内长入(透明标本×200)
3 讨论
3.1 血液循环的重建是皮瓣成活的基础
随意皮瓣的成活是依蒂部的皮肤和筋膜内的血管网供养，因血供不甚丰富，故一般认为长宽之比不应超过(1.5～2)∶1。随意皮瓣形成后，其血供主要有两个来源：即蒂部和创基创缘。其中术后早期和断蒂前皮瓣的血供主要来自蒂部。在大比例超长皮瓣术后早期蒂部和中部的血供较好而末端较差，是因为蒂部无知名的血管、且血流灌注压较低，血流较难到达远端。而皮瓣成活的长度主要取决于皮瓣内血流灌注压[2]。本实验BPM2动态监测表明，皮瓣末端两组血流值术后24h一直很低。术后2d两组末端皮瓣血流值出现差异：实验组随时间延长而逐渐增大，对照组则无明显变化，提示实验组侧支循环建立速度快，而对照组末端低于2mL/min/100g的术后10d完全坏死。因此影响超长随意皮瓣末端成活的关键因素是血管断端能否及时与创基创缘相互吻接以及基底床新生毛细血管向皮瓣内的长入，这一因素在断蒂后对末端的成活变得更为重要。
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影响随意皮瓣成活的另一因素是其中段血的发育。宋业光[3]等认为随意皮瓣中段的血管的构筑变化起一个“中介蒂”的作用，是随意皮瓣能够早期断蒂及超长皮瓣得以成活的基础，本实验术后两天观察到两组皮瓣其中段血流值均有提高，如此血运变化起“中介蒂”的作用，一方面在随意皮瓣早期断蒂时可向近端逆向供血，使其早期断蒂；另一方面向皮瓣末端顺向供血，使未端得以成活。
3.2 bFGF促进随意皮瓣成活的机制
FGF是一种多肽，根据等电点的不同可以分为酸性(aFGF)和碱性(bFGF)两种，其中bFGF在离体实验中效能要强于aFGF10～100倍。FGF的作用十分广泛，能促进所有中胚层和外胚层来源细胞的增殖和分化，这种功能特别体现在对成纤维细胞和血管内皮细胞的作用上。bFGF是一强促血管生成因子，动物实验中人们已经发现它能促进各种组织和器官内的血管再生[4]，也促进组织细胞本身的分裂增殖，还可诱导周围毛细血管向其内部的长入，为其带来所必需的营养。
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大比例超长随意皮瓣远端的成活主要依赖于它与创基创缘血管的再通和周围血管向其内部的长入，bFGF能强烈地促进血管内皮细胞和平滑肌细胞的增生，并且作为一强趋化因子诱导毛细血管向随意皮瓣内部长入，因此bFGF能对随意皮瓣的血液循环重建发挥重大作用。本实验表明术后5d随意皮瓣实验组末端血管显著多于对照组，是bFGF促进了随意皮瓣中段血管的发育，使其在断蒂后更好地发挥“中介蒂”的作用；此外，皮肤细胞属于外胚层来源，bFGF对皮肤的修复和再生有显著作用，可加速随意皮瓣伤口的愈合。
参考文献
1，王成琪.皮瓣的命名和供区选择.中华显微外科杂志，1995，18(2)：84
2，成红兵.猪皮瓣长/宽比例的实验研究.手外科杂志，1987，3(2)：42
3，宋业光，修志天，张智通，等.真皮下血管网皮瓣血管构筑变化与成纤维细胞生长因子的关系.中华整形烧伤外科杂志，1996，12(5)：323
4，Gospodarowicz D,Bialecki H,Thakral TK.The angiogenic activity of the fibroblast and epidermal growth factor.Exp Eye Res,1979,28:501
(收稿：1999-06-09), 百拇医药