第1节 软组织修复病理学
一、创伤修复的基础——再生
(一)再生的概念及其分类
软组织愈合是指各种致伤致病因素造成的组织细胞损伤和缺损通过受损部位的同种或异种细胞的再生而得以修复,最终达到创面封闭之目的。换言之,再生是创伤软组织愈合的始动和基础,修复是创愈的过程,愈合则是创愈的结局,再生的定义是“对于丧失组织或细胞的补偿”。其中在正常生理过程中,有些组织和细胞不断地消耗、老化和消失,又不断地由同种细胞分裂和增生加以补充,这种再生称之为生理性再生,如皮肤的角化细胞不断脱落,其基底细胞又不断增生分化;子宫内膜周期性脱落(月经),则又从基底部增生修补;血细胞衰老、消耗后,又不断新生补充,均属于此类,其特点是再生后的细胞与组织能完全保持原有的结构和功能,故也称为完全性再生。而在病理状态下,即细胞或组织因损伤所致缺损后所发生的再生,则称为病理性再生,也称为修复性再生,当其缺损较浅表或轻微时,可由同种细胞分裂增生,同样具有原有的结构和功能(即完全性病理性再生),而当其缺损较深或严重时,则只能由另一种替代组织(通常为纤维结缔组织)来填补,失去原有的结构和功能(即不完全性病理性再生)。
1.生理性再生:按照一生中再生补偿发生的次数和时间特点又可分为:
(1)一次性生理性再生:某种组织或细胞在一生中人体发育的一定时期只进行一次补偿,如乳牙为恒牙所补偿。
(2)周期性生理性再生:某种组织或细胞在一生中多次反复,具有固定的时间间隔,而周期性地进行补偿,如妇女月经后的子宫内膜再生。
(3)持续性生理性再生:某些组织或细胞在一生中始终经常地消耗、死亡、消失,同时又不断地加以补偿和更新,主要见于具有分裂周期细胞的组织,如表皮、黏膜柱状上皮、血管内皮、生精上皮、血细胞等。
2.病理性再生(修复性再生):又可分为以下两大类。
(1)完全性病理性再生:某种组织或细胞缺损后,通过组织的同种特异性细胞的再生而重建其原有的正常结构与功能。此类再生主要见于如下情况:表皮和上皮的基底膜尚完整时(如表皮浅层擦伤的完全再生);血管或血管周围结缔组织支架(网状纤维支架)尚保存时(如肝脏仅有小叶中央坏死或单个肝细胞坏死,而网状纤维支架保存时,则小叶周边或邻近肝细胞有丝分裂而完全再生)。由于基底膜的完整性是再生细胞的前提,无论皮肤、黏膜或血管内皮的再生,抑或肝、肾、肺等实质性器官或腺器官的再生,只要具备完好的基底膜,均可进行完全性病理性再生。
(2)不完全性病理性再生:在多数情况下,由于人和其他高等动物的组织细胞的再生能力大多有限,某些再生能力较弱或再生能力缺乏的组织发生损伤和缺损时,常常不可能通过原有的同种细胞组织的再生,恢复原有结构与功能,尤其组织缺损严重、范围过大、基底膜和周围网状支架遭到破坏的情况下,则不可能出现完全性再生,而只能由纤维结缔组织或瘢痕来代替。在大多数的创伤、较广泛的软组织坏死或破坏时,只能经不完全性病理性再生加以补偿、修复,即瘢痕形成[1]。
由此可见,创伤修复愈合过程大多数情况下属于不完全性病理性再生。
(二)组织细胞的再生能力
创伤后的软组织细胞再生、修复及其愈合,是由邻近、健在的细胞分裂、增殖来实现的,这有赖于组织和细胞的再生能力及其增殖过程,然而机体的各种组织细胞具有不同的再生能力。一般来说,再生能力与生物进化程度有关,即低等动物组织细胞再生能力比高等动物强;也与其分化程度有关,即分化程度高、结构和功能复杂的组织细胞再生能力较弱,反之则强大;更与组织细胞的增殖能力、代谢状态有关,即分裂活跃、代谢旺盛(即DNA合成旺盛)的组织和细胞再生能力强,反之则弱;也与年龄因素有关,即幼稚时期特别是发育初期(包括胎儿)的组织比老年期的再生能力强。目前,按照细胞的再生能力大小,可将人体的组织细胞大致分为3类(图2-1-1)。
1.不稳定性细胞(labile cells):也称为常变细胞[2],指在一生中不断进行分裂、增殖、以代替和补充不断衰亡、消耗的细胞,在正常情况下即如此。此类细胞的再生能力非常强,主要包括皮肤、黏膜(如口腔、消化道、呼吸道、泌尿生殖道黏膜)、造血细胞、淋巴细胞、胚胎细胞及生精上皮细胞等。
图2-1-1 三类组织细胞特性
2.稳定性细胞(stable cells):指在机体达到青春期之后和器官发育完成之后即已降低或停止增生,但在整个成年期中仍然保持着潜在的分裂和增殖能力的细胞,但当组织和细胞遭到损伤或缺损后,则表现出较强的甚至极其强大的再生能力,此类细胞主要包括各种腺上皮和腺样器官的实质细胞,如肝细胞、胰腺、唾液腺、内分泌腺(甲状腺、肾上腺等)、皮肤的汗腺及皮脂腺、肾小管上皮细胞及各种黏膜下的腺体(如气管和食管的混合腺泡上皮)。经典的例证是实验性家兔肝脏切除80%之后数日即可于残存的肝脏内见到大量的肝细胞核分裂象,并在约100天时,肝脏重量甚至可恢复到原有状态。
特别需要指出的是,机体的间叶组织及其分化出来的各种组织细胞也属于稳定性细胞,其中成纤维细胞(fibroblast)和原始的间叶细胞(或间充质细胞,mesenchyma)都具有很强的再生能力,尤其原始间叶细胞具有更强的增生、分化能力,它可以向许多特异的间叶细胞分化,如成骨细胞、成软骨细胞、成纤维细胞和肌纤维母细胞,也都具有很强的再生和分比能力。此外,平滑肌细胞在平时的再生能力很弱,但在某些疾病(如慢性胃炎)或雌激素作用下(如子宫平滑肌)也可出现明显的再生象。
3.永久性细胞(permanent cells):指在出生后即已丧失分裂、增殖能力的细胞,主要为神经细胞,包括中枢神经细胞和周围神经系统的神经节细胞。这是因为在出生时,神经系统已经有了完整的神经元,故缺乏再生能力。当其遭受破坏后,由于保存的神经细胞不能分裂增生而成为永久性缺失;但在末梢神经,仍可发生有限度的再生,特别是在神经细胞本身未受损破坏的前提下,其轴索(axons)仍然具有较强或很强的生长延长的能力,即再生能力。据观察,轴索每天可以3~4mm的速度生长。
关于肌组织的再生修复能力及其分类归属尚有争议。共同的观点是,横纹肌、心肌和平滑肌细胞于出生后均很少见或不见有丝分裂象,它们的再生能力均很弱。在横纹肌仅受到轻微损伤时,未受损的肌纤维残端可以伸长,其中肌纤维的残端能生长进入残留的肌内膜内(若受损伤部位的肌内膜仍存留时),受损部位的肌卫星细胞则变为成肌细胞,并进行分裂,进而分化为肌纤维,并渐填补受伤部位。而当肌肉受到较大范围和较严重损伤时,则受损部位只能由结缔组织瘢痕来修补。心肌纤维虽于胚胎时期有大量的有丝分裂,然在出生后则极难见到核分裂,故其再生能力极其微弱。有趣的是,在动物实验中,受损处心肌纤维有一定程度的再生,但在人类,却始终未见到确实的心肌纤维再生象,坏死的心肌纤维只能由周围结缔组织增生、长入和替代,形成永久性瘢痕。因此,将横纹肌细胞和心肌细胞归入“永久性细胞”。至于平滑肌细胞,虽然其平时的再生能力也很弱,但在血管壁或内脏管壁的创伤愈合过程中却表现出很强的再生能力。虽然再生的平滑肌细胞的来源尚不清楚(多数学者认为是由结缔组织中的未分化间充质细胞分化而来,也有学者认为是来源于与其近缘的成纤维细胞),将平滑肌细胞列为“稳定性细胞”较为适宜。
二、肉芽组织的形成及其意义
在创伤软组织修复、愈合过程中,其关键的步骤之一是肉芽组织(granulation tissue)的形成,肉芽组织的质量好坏直接影响着创面的修复愈合程度及其预后。肉芽组织是增生旺盛、富有生机的幼稚结缔组织[3]。肉芽组织之名系因皮肤开放性创面中有毛细血管长入,肉眼观察呈现鲜红色、颗粒状,富于血管,质地柔软,触之易出血,形似鲜嫩的肉芽,故名(图2-1-2)。
图2-1-2 手指伤后肉芽组织生成
(一)肉芽组织的形成和结构
肉芽组织的本质是大量的毛细血管和微小血管及丰富的成纤维细胞。肉芽组织的形成过程如下。
1.肉芽组织形成前期:见于伤后48小时之内。伤后即刻至30分钟内,创面下可见渐趋加重的充血、血停滞、微小血栓、水肿、少量纤维素渗出、轻度出血和血块形成,并见逐渐增多的中性粒细胞、单核细胞浸润。伤后24小时情况基本同上,然而渗出物增多,血循环障碍加剧,炎细胞增加,但尚未见肉芽组织出现。
2.肉芽组织形成初期:见于伤后48~72小时。在上述病变基础上,伤后48小时即可见早期肉芽组织[4],此时肉眼仅见创面较洁净,尚无典型的颗粒状肉芽。然而在镜下见到少数新生的成纤维细胞和毛细血管“芽”。前者胞体较大,胞浆嗜碱性增强,甚多有丝分裂象,核仁明显,每见双核仁,游离核糖体增多,粗面内质网轻至中等扩张;后者由新生的内皮细胞构成,表现为由平行排列的粗大内皮细胞,实性条索状,无管腔或管腔狭窄,并缺乏基底膜的毛细血管“芽”,多数学者认为系由原来的小血管及毛细血管以发芽方式向外生长而来,有的新生毛细血管可能由增生的成纤维细胞改建而成。伤后60~72小时,上述早期肉芽组织已见较明显增多。此阶段肉芽组织的显著性特点之一是新生毛细血管和成纤维细胞大都向创面垂直生长,其中新生的毛细血管内皮细胞索相互并不连接或连接不完全,内皮细胞的基底膜也常缺乏,或不完整。另一特点是创面下伴有更多的以中性粒细胞(小噬细胞)和单核细胞(巨噬细胞)为主,并有较多淋巴细胞等多类炎细胞浸润,在肉芽组织的形成初期,细胞间多为液体成分,包括渗出的血浆蛋白和纤维素,还几乎见不到或仅有极少量由成纤维细胞形成的胶原纤维和酸性黏多糖。
3.肉芽组织形成高峰期:肉芽组织大量形成,见于伤后72~144小时。宏观可见突出于创面的鲜嫩、洁净、富于生机的典型颗粒状肉芽组织。镜下为以小动脉为轴心,在周围形成大量呈袢状弯曲的毛细血管网,并与丰富的、增生旺盛的、核分裂象多见的成纤维细胞一起构成小的团块,均匀分布,向创面或缺损的中心部垂直生长,并突出于创面,即为宏观所见之颗粒状肉芽组织。其间,典型的毛细血管结构已经形成,即具有完整的基底膜,成纤维细胞已变成血管外膜细胞,管腔大小不等,管腔内均有红细胞、白细胞充盈,并有部分毛细血管渐发展成为真正的微小血管、细小动脉和静脉,可能系依据腔内压与血流量的不同而各自分化所致。在这个时期,成纤维细胞数量急剧增多,排列密集,并向创面方向和表浅部位生长,并与毛细血管一起长入血块,有报道其前进速度为每天0.2mm。电镜下可见成纤维细胞呈“蛋白合成活跃象”,即粗面内质网数量更多,呈轻至中等扩张,游离核糖体更为密集,线粒体增多且基质致密,胞质内有数量逐渐增多的胶原纤维和微丝结构,于4~5天后,常见胶原纤维向胞外的“分泌”象。伤后5~6天,肉芽组织中的成纤维细胞开始产生胶原纤维,其后1周内胶原纤维形成最为活跃。自第5天开始,可见成纤维细胞的胞质内形成含有肌细丝的收缩性装置,可能是作为肌纤维母细胞(myofibroblast)而具有产生纤维以加强创口封闭和抗撕裂的作用,并有利于伤口的收缩。
在肉芽组织形成高峰期,细胞间的液体成分已逐渐减少,代之以由成纤维细胞形成的胶原纤维和酸性黏多糖。肉芽组织中胶原纤维的数量取决于其合成与分解的平衡情况。肉芽组织的基质成分主要是蛋白多糖,它由成纤维细胞和肌纤维母细胞合成和分泌、以硫酸软骨素和透明质酸为主,随后逐渐形成具有抗撕裂强度的Ⅰ型和Ⅱ型胶原。不过,其合成与分泌的机制以及与胶原分泌的关系,迄今仍未明了。这个时期的肉芽组织中还没有神经长入,故无痛觉。然而也有学者报告,伤后5~7天,肉芽组织的细小动脉上曾见到血管运动性神经,并见到此类血管具有收缩现象。此后,此类自主神经纤维逐渐生成、增多,并形成网状,仅当肉芽组织纤维化和胶原化后,神经组织方逐渐减少。
4.肉芽组织减少期:通常在伤后7~14天肉芽组织逐渐减少,而成纤维细胞产生胶原纤维最为活跃,并越来越多地产生纤维连接蛋白(fibronectin),部分成纤维细胞逐渐变成细长条形的静止的纤维细胞(fibrocyte),核分裂象明显减少,新生的毛细血管也不再增加,却逐渐呈闭合、退化、减少现象,代之以更多的管壁渐增厚的微小动脉、静脉,即肉芽组织呈减少象,尤其在伤后第3周之后,肉芽组织渐近消失,胶原纤维的增长则渐不明显,代之以逐渐成熟、增粗的胶原纤维,并有网状纤维增多,表现为纤维增生象,主要由具有抗拉力、抗撕裂的Ⅰ型胶原纤维组成。这个时期的纤维结缔组织乃由增生代谢转为功能代谢,外观则见组织缺损已渐填平。肉芽组织中的液体成分和各种炎细胞也逐渐减少。
5.肉芽组织消失期:通常于伤后第3~4周之后,肉芽组织逐渐完全消失,代之以色泽灰白、质地较硬、缺乏弹性、略为隆起的瘢痕组织。其原有的幼稚、活跃并与创面垂直的成纤维细胞和新生的毛细血管均渐消失,分别为成熟、静止、与创面平行的纤维细胞和管壁增厚、结构完整的小动脉及小静脉所代替,其胶原纤维变粗大并发生玻璃样变性,网状纤维胶原化,弹力纤维稀少,间质中的液体成分极度减少,且浸润的中性粒细胞、淋巴细胞、浆细胞和吞噬细胞几乎完全消失,故其瘢痕组织体积显著缩小,形成所谓的瘢痕收缩,尤其瘢痕越大,收缩也越明显。常导致器官、组织的表面凹陷、器官变形或腔室狭窄(如肠管等),而关节附近的瘢痕收缩必导致运动障碍,影响活动功能。
肉芽组织中或瘢痕组织中胶原纤维虽来自于成纤维细胞和纤维细胞,然其数量的多少既取决于胶原的合成与分泌,也取决于胶原的分解。已知参与胶原分解的酶主要有胶原酶和溶酶体酶,前者可能由表皮基底细胞和成纤维细胞形成,溶酶体酶可由巨噬细胞产生并在吞噬胶原后分泌到细胞外。
上述创伤后肉芽组织的形成过程基本上是每一种创伤愈合的模式,但在致伤致病因素不同,组织器官不同的情况下也常有差异,如创面局部的感染、异物、血液循环,神经支配、药物、理化因素及全身营养、年龄、内分泌和特殊环境因素(如高原低压缺氧、海水浸泡、低温环境)和发病因素等均会影响肉芽组织的数量、质量和形成的速率。
(二)肉芽组织的意义
在创伤修复、愈合过程中,肉芽组织的形成有着特殊的重要功能,主要是:
1.填补伤口和其他组织器官的缺损;
2.保护创面,防止细菌感染,减少出血;
3.机化血块和坏死的组织及其他异物等;
4.是创面愈合、瘢痕形成的基础。
三、创伤愈合的基本病理生理过程
仅就皮肤和皮下组织创伤而言,尽管引起创伤的原因很多,损伤的程度(范围、深度等)也差异甚大,但创伤愈合的基本过程相似或相同,即均包括皮肤组织的再生和肉芽组织增生的复杂组合,表现出各种过程的协同作用。
皮肤组织的创伤修复过程主要与损伤深度有关,其损伤深度可大致分为3类:最轻最浅的损伤仅累及皮肤的表皮层,为表皮剥脱(Ⅰ类,即表皮性);较重较深在的损伤者,皮肤的表皮层和皮下组织层(真皮层)断裂或缺损(Ⅱ类,即真皮性);最严重最深在的损伤还可造成肌肉、肌腱、筋膜和神经、血管的断裂,甚至还可伴有骨折(Ⅲ类,即全层性)。
Ⅰ类损伤的修复愈合,当创面较小时系通过基底细胞的分裂、增生、分化后并向上移行的方式加以实现,当伤面较大时则通过创面周围健存的基底细胞的分裂、增生和分化并由创面周边向中心长入最终覆盖创面的方式实现。通常于伤后2~4天即可完成,完全恢复原有的结构和功能,不遗留任何结构和功能障碍,属于“完全性病理性再生”过程。而Ⅱ类和Ⅲ类损伤有着不同于Ⅰ类损伤的基本共同的修复愈合过程。
关于Ⅱ类和Ⅲ类创伤的修复愈合基本过程,各学者有着不同的描述和分期,有学者将其分为伤后的早期变化,伤口收缩,肉芽组织增生和瘢痕形成3个阶段(图2-1-3)。也有学者将其分为:①创伤早期的炎症反应、溶解以及坏死组织清除;②结缔组织细胞和血管内皮细胞增殖、游动、形成肉芽组织,或原有的组织进行再生;③新生结缔组织基质的沉积和新生组织的改造、重建。依据动态的实验观察结果,从病理学角度,将创伤愈合分为既有区别,又互有联系、相互交叉重叠进行的5个阶段[5],更能较准确地反映其本质。
图2-1-3 创伤修复愈合基本过程
1.渗出变质期:从受伤瞬间开始,新鲜的伤口(或创面)出现血液、渗出液、坏死破碎组织等充填物及创缘表皮和真皮组织的变性,其中血液来自破裂的血管,渗出物由受损创缘的血管和组织间隙流入创口的血浆蛋白和淋巴组成,并有白细胞(主要是中性白细胞和单核细胞)渗出,这些血液和渗出液中的纤维蛋白原在创口富于凝血激酶的环境中迅速凝固形成凝块(dot)或痂皮(scab),对伤口加以保护。此时期还迅速出现血管的扩张充血和创缘表皮细胞(尤其基底细胞和棘细胞)的变性,故众多学者将此期称之为“早期炎性反应阶段”。有试验显示,自受到创伤的瞬间开始,于伤口处旋即出现K+、Na+、Ca2+、Cl-等电解质的蓄积,致使组织间隙的含水量增加,局部组织的氧含量降低,而氢离子、乳酸和其他有机酸增多,这对自身酸性水解酶的活性提供了良好的条件。此外,创伤本身和伴随的感染,必引起创缘真皮层组织的炎症(显然,此系伤口局部血液、渗出液中的炎症介质所引发),继之未受损血管血流缓慢、充血,甚至血流停滞,导致受累区水肿(即创缘水肿),而同时血管通透性增加,使得含有免疫球蛋白的浆液性渗出物迅速进入创部,形成分子感染免疫。渗出变质期通常自受伤开始出现,持续数小时至十几小时,其病理所见基本如前述“肉芽组织形成前期”的早期变化。
2.渗出物吸收期:通常在伤后6~48小时,中性白细胞在被激活的补体系统影响下进入创区,进行“细胞性感染防御”,即吞噬和消灭病原菌,并渐形成炎症细胞分界带。在伤后18~24小时,单核细胞和淋巴细胞也进入创区并逐渐增多,可变为具有显著吞噬功能的组织细胞(其特征性的突出变化是粗面内质网和核蛋白体显著增多,表明蛋白合成旺盛和功能活跃),不仅能吞噬细菌,而且还能吞噬组织残块、异物甚至整个细胞,使创区的渗出物等逐渐被吸收和减少。
在这个时期,由于感染性病原菌和被破坏组织的酶解,于创缘区内可发生组织的损伤性酸中毒,从而激活蛋白酶和促进血浆的渗出,这对于进入创区的炎性细胞是个有益的重要的“培养基”。在随后的增生期中,创区的pH下降,从而加速创伤愈合过程。
在这个阶段的早期,创缘表皮细胞仍呈现反应性变质,到后期其基底细胞向创面移行,细胞变大,染色质变粗,核仁清晰,并可见甚多核分裂象,呈早期增生现象。
3.肉芽增生和表皮移行期:约在致伤3天以后,可以观察到创口的肉芽组织增生和表皮细胞的增生移行。肉芽组织的增生象已如前述肉芽组织形成的初期所见,然其数量、速率与损伤的范围及致伤种类有关。在这个时期,肉芽增生于成纤维细胞的“原地”增生,由于活跃代谢的后果,在创面中心常常形成缺氧状态。因此,在缺氧和多种细胞生长因子的作用下,既有成纤维细胞增生,也有大量的新生的毛细血管长入创区。需要指出的是,这些新生毛细血管多数来自邻近的血管,首先形成毛细血管芽,继之呈襻状长入创区,并通过其细胞的增生形成分支,最后互相联成毛细血管网,即生芽方式;另一些毛细血管则以“自生性”改建方式形成,即其发生与原有的血管无关,而是直接由真皮层内的间叶细胞新生、分化,形成新的毛细血管,类似于胚胎时期的血管发生,即由成纤维细胞增生并平行排列,形成小的裂隙,继之与周围的毛细血管相通,血流通过,形成新的毛细血管。
在此阶段,创缘表皮进入移行期。完好表皮组织的细胞之间通过细胞间桥和张力原纤维的连接而具有抗拉强度。约在伤后3天,创缘的基底细胞和基层的棘细胞的连接变得松散,这种表皮细胞暂时失去其角化能力并形成一种含肌动蛋白的收缩装置,能积极参与创伤坏死物质和纤维蛋白凝块的吞噬和降解,于致伤3天后,在局部抑素丧失和表皮及血小板衍生生长因子(PDGF)的影响和局部炎性渗出物刺激、激活下开始增生,以阿米巴样运动沿创缘移行到痂下、纤维连接蛋白-纤维蛋白衬垫上,于数日或1~2周后,最终封闭创面。
4.伤口收缩期:于致伤5~6天后,随着肉芽组织的大量形成和逐渐成熟,受增生活跃的肌纤维母细胞的牵拉,加上伤口边缘整层皮肤组织(含表皮及皮下组织)再生并沿伤口边缘及其底部向中心移动,伤口逐渐缩小并逐渐消失。细胞间质的合成虽在肉芽组织形成初期和高峰期的早些时候即已开始,但在量上和成熟度上起决定作用的纤维合成和结缔组织新生则是在大量肉芽组织填补了组织缺损后才开始进行,并借此加强机械稳定性。
大量研究表明,皮肤创面的表皮修复愈合与其他器官的上皮相似,可分为表皮(上皮)移动、细胞分裂和表皮(上皮)分化、表皮恢复4个阶段,其基本过程为:皮肤受损后数小时,缺损部周围表皮断端的基底细胞首先开始向创面移动(migration),逐渐覆盖在伤口的裸露面、侧面或血凝块的表面,再经约数小时后,表皮基底细胞即开始分裂、增生。据观察,这种分裂增生首先从距表皮断端约1mm左右部位开始,继而渐趋广泛,有丝分裂也非常活跃,并于第Ⅲ期至第Ⅳ期逐渐覆盖创面。一旦移动的表皮细胞彼此相遇,表皮细胞的增生即由于接触抑制(contact inhibition)而停止,移入的表皮细胞乃开始进一步分化,逐渐出现正常厚度和细胞排列的典型的复层鳞状上皮并伴角化形成,同时重新出现具有抗拉力强度的细胞间桥和超微结构,从而使皮肤表面又逐渐重新获得其机械的、化学的和物理的耐损性。然而当伤口过大(通常认为其直径超过20cm),则再生的表皮很难将伤口完全覆盖,往往需要植皮。这一阶段通常于致伤后2~3周内完成。
5.瘢痕形成期(终期):皮肤创伤修复愈合的最终结局是瘢痕形成,其中创面缺损小,创缘整齐,无感染,易整齐对合的伤口(如手术切口等)于伤后2~3周之后即可形成瘢痕,而缺损较大、创缘不整或裂开,无法整齐对合,或伴有感染的伤口则往往需要4~5周或更长的时间才可形成瘢痕。通常前者为一划线样的不明显的瘢痕,也无功能影响,而后者则形成较宽广、有碍美观的瘢痕,当收缩时易造成功能受限。此类瘢痕因缺乏黑色素细胞而常呈白粉色;因其胶原纤维主要是由具有抗撕裂能力、却几乎没有弹性的Ⅰ型胶原纤维组成,以至瘢痕组织易于使周围皮肤收缩和扭曲而变形,同时常由于缺损较深在,其毛囊、汗腺、皮脂腙等皮肤附属器均遭完全破坏,则不能完全再生或不能再生。瘢痕为创伤愈合的最终结局,其主要作用在于能牢固地联结创缘,具有很强的抗拉力强度。其抗拉力强度的物质基础是,瘢痕以Ⅰ型胶原纤维为主要组成成分,且其强度主要取决于胶原纤维,尤其Ⅰ型胶原的数量及其排列状态,也与弹力纤维、网状纤维等成分有关。伤口局部的抗拉力强度虽在伤后3~4天肉芽组织形成初期即已出现并于伤后1周左右肉芽组织形成高峰期(尤其伤口收缩期)已开始增加,但在第3~5周拉力强度的增加最为迅速和明显;此后虽仍持续增加,但逐渐缓慢下来,通常在伤后3个月左右拉力强度达到顶点,不再增加;最终其拉力强度仍然只能达到正常皮肤强度的70%~80%。由于瘢痕本身弹性较差,若瘢痕较薄时,则其拉力强度较低,常可引起瘢痕并发症,如腹壁疝、心室壁瘤、动脉瘤均系瘢痕较薄所致。
瘢痕的形成与消退主要取决于胶原纤维合成与分解的平衡状态。在创伤愈合的初期和纤维增生期,由于胶原纤维的合成占优势,则局部的胶原纤维不断增加;当合成与分解平衡时,则瘢痕大小无变化;而当胶原纤维在胶原酶的作用下被分解和吸收并占优势时,则瘢痕逐渐变软和缩小,其时间视瘢痕大小而异,通常需数月之后。