·论 著·
我国每年各类手术达5 000万例,医用纱布是最常见的外科手术材料,具有隔离伤口、预防感染、止血等作用。因此,开发止血优良的可吸收材料、提高手术安全性是外科医学发展的重要课题。医用可吸收止血纱布具有止血快速、吸收完全、减少手术风险的优点,是一种有广泛应用前景的医用生物材料。目前临床使用这类材料以进口产品为主,如美国强生公司生产的速即纱(surgicel),虽然效果良好,但价格比较昂贵[1]。氧化纤维素可吸收止血纱布(oxidizedcellulose absorbable hemostatic gauze,OAHG)是河北省爱能生物科技有限公司生产的可吸收止血纱布,按照国家对《可吸收止血产品注册技术审查指导原则》(国家食品药品监督管理总局,2016年)要求,该产品属于第三类医疗器械,前期对产品的有效性和生物安全性进行了初步研究,证实此产品止血效果良好,并能被组织完全吸收,局部无纱布残留,未见异物反应及感染。本研究观察此产品使用后是否影响伤口愈合,并初步探讨其机制。
1.1 模型建立及实验分组 健康SD大鼠24只,雌雄各半,体重180~220 g,购自河北省实验动物中心[动物合格证号:1507093,SCXK(冀)2013-1-003]。3%戊巴比妥钠0.15 mL/100 g腹腔注射麻醉,俯卧位固定背部去毛备皮(以脊柱为中线,两侧备皮),消毒后在大鼠脊柱两侧旁用打孔器行皮肤全层作3个直径1.5 cm圆形切口(图1)。3个切口分别为A(空白对照组)、B[OAHG组(河北爱能生物科技股份有限公司生产,规格50 mm×70 mm,批号20140306]、C[速即纱组(Ethicon SARL生产,规格5 cm×7.5 cm,批号3699079]。A伤口不作处理,B和C每个创口匀外敷2层纱布。手术后动物单笼饲养,连续3 d腹腔注射氨苄西林钠10万U/只防止感染。
1.2 大体和组织学观察 每日观察动物创面情况至第21天。于手术前(计为0 d)及手术后第4,7,10,14,21天创面照像,测量创面面积并计算创面愈合率。于手术后第4,7,14,21天分别取其中6只动物(雌雄各3只)麻醉后放血处死,取创面组织,常规福马林固定,梯度乙醇脱水,石蜡包埋,间断连续切片,常规HE染色和天狼猩红染色,HE和天狼猩红染色切片在奥林帕斯BX5万能显微镜下观察、照相。
1.3 免疫组织化学染色和定量分析
1.3.1 免疫组织化学染色 石蜡切片脱蜡至水;枸橼酸修复液微波修复;3%过氧化氢除去内源性过氧化物酶;正常山羊血清封闭后;兔抗人α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)单克隆抗体(1∶100)(美国Epitomics公司),4 ℃孵育过夜;生物素化第二抗体液和辣根过氧化物酶标记链酶卵白素工作液孵育;DAB显色,苏木素复染,梯度乙醇脱水,二甲苯透明,中性树脂封片,光镜下观察。磷酸盐缓冲液代替第一抗体作为阴性对照。
1.3.2 定量分析 采用TissueFaxs systerm扫描成像系统,对伤口局部α-SMA阳性部位划定区域扫描成像,用TissueQuest和HistoQuest分析软件进行免疫组织化学定量分析,用阳性细胞百分比表示。
1.4 统计学方法 应用SPSS 13.0统计软件分析数据。计量资料比较分别采用F检验和SNK-q检验。P<0.05为差异有统计学意义。
2.1 3组伤口愈合率和愈合时相基本一致 术后创面少量渗血,术后第1天色泽鲜红,术后第4天3组伤口呈向心性聚缩,色泽暗红,部分形成较硬的黑色痂皮,部分创面有渗出;术后第7~10天,各组创面面积缩小明显,痂皮基本脱落;术后第14~21天,创面基本痊愈,创面呈带状或不规则瘢痕。3组伤口不同时间点创面愈合率差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。
表1 3组伤口不同时间点创面愈合率比较
Table 1 Comparison of wound healing rates at different time points in three groups
组别 愈合率第4天第7天第10天第14天第21天F值P值空白对照组13.9±6.048.6±22.083.3±30.084.5±16.0100.0±0.021.5460.000OAHG组13.3±7.054.4±20.088.2±24.094.7±14.096.3±27.019.5740.000速即纱组13.9±6.044.5±22.083.5±17.093.8±14.095.5±22.025.8180.000 F值0.0180.3260.0780.886 0.086 P值0.9820.7270.9250.433 0.919
2.2 3组伤口病理组织学变化比较 3组创面均有直径1.5 cm左右的组织缺失,所有伤口深达肌层,属于二期伤口。3组创伤的基本病理表现为痂皮、肉芽组织和胶原纤维形成。第4天和第7天有轻中度痂皮形成(渗出液和坏死组织形成),第4天伤口局部可见纤维母细胞、新生毛细血管和炎细胞组成的新鲜肉芽组织形成,第7天肉芽组织最为明显,第14天胶原纤维开始增多,第21天复层鳞状上皮完全覆盖伤口。与空白对照组比较,OAHG组和速即纱组伤口愈合无明显延迟。天狼猩红染色偏光显微镜下观察,第7天胶原纤细,主要为Ⅲ型胶原(绿色)(图1A),第14天3组Ⅰ型胶原(黄色)增多(图1B),第21天3组Ⅰ、Ⅲ型胶原比例基本相同(图1C)。
2.3 3组伤口α-SMA阳性表达比较 3组伤口α-SMA阳性细胞是肉芽组织的纤维母细胞及毛细血管的管周细胞(图2)。定量分析发现第4天伤口局部表达α-SMA,OAHG组表达量最高,较速即纱组明显增高;第 7天空白对照组表达达到峰值,较2个纱布组明显增高;第14天空白对照组表达量明显降低,但OAHG组表达量与第7天基本相同,而速即纱组的表达则达到峰值;第21天3组表达均降到最低。见表2。
表2 3种伤口不同时间点α-SMA定量表达比较
Table 2 Quantification expression of α-SMA at different time points in three groups of wounds
组别 α-SMA 第4天第7天第14天第21天F值P值空白对照组14.61±3.4557.97±6.1229.88±10.889.95±0.6311.6870.009OAHG组17.80±3.58∗39.67±5.11#41.15±9.3713.51±1.5812.6990.005速即纱组8.26±1.39∗#36.50±7.86#46.67±3.1010.32±0.9710.4780.000 F值6.3277.2980.8700.152 P值0.0420.0260.4400.927
*P值<0.05与空白对照组比较 #P值<0.05与OAHG组比较(SNK-q检验)
医用止血材料研究一直是各国医学界高度重视的课题,随着相关学科如化学合成工业和材料工业的进步,医用可吸收止血材料不仅其质量有了很大提升,而且其性能也变得越加优良[2-3]。目前临床上广泛使用的速即纱可溶性止血纱布(surgicel,美国强生公司),是一种水溶性全吸收的再生氧化纤维素(oxidized regenerated celulose),具备水溶性好、与水和盐有极强亲和力的特点[4]。速即纱在人体内被最终分解为单糖而被吸收,具有良好的组织相容性、可降解性和无毒等特点[5]。本研究使用的OAHG是我国自主研发的产品,属于第二代生物生物医用材料,也属于医用耗材[6],其成分氧化纤维素(oxidizedcellulose)是植物纤维素经选择性氧化体系使C6位的伯羟基选择性氧化成羧基而制得单羧基纤维素,与速即纱的物理性状和止血机制相同,外观似棉纱有均匀的网孔,止血机制是具有酸性的羧基与血红蛋白中的Fe2+结合,形成棕色胶块,有效地封闭血管断端,起到机械性止血的作用,同时纱布与创面的黏合力强,贴敷后不易从创面脱落,也起到一定的压迫性止血作用[7]。此产品不影响人体正常的凝血机制,而是通过物理作用迅速促使血液凝固,有效控制小血管出血。产品物理特性和化学成分符合ISO制定的生物医用材料的标准,但因为上述产品的可吸收特性,局部应用后是否影响伤口的愈合是普遍关心的问题[8]。
本研究采用大鼠自体对照法,制作全层皮肤缺损二期伤口模型,观察使用可吸收止血纱布是否延迟伤口愈合,并与速即纱和空白对照组进行比较,大体和病理组织学观察结果显示3组愈合时相和病理演变过程基本一致,但免疫组化定量研究发现3组α-SMA表达时相不同,使用可吸收止血纱布伤口局部表达在第7天和第14天表达最高呈平台状,但与第7天的空白对照组比较表达量有明显减少,而速即纱组α-SMA表达峰值延迟至第14天,比空白对照组延迟7 d。组织创伤后的愈合过程是各种修复细胞增殖、分化、迁移、凋亡和消失的过程,有多种细胞参与,其中肌纤维母细胞,即活化的肌纤维细胞,在伤口愈合过程中起着关键作用,在早期可以收缩伤口,晚期可以分泌各种胶原和细胞外基质[9],肌纤维母数目过少或功能降低会延迟伤口愈合,而表达过多会导致纤维瘢痕[10]。α-SMA是肌纤维母细胞的标志物[11],其表达量多少标志着肉芽组织的多少,随着肉芽组织的减少和胶原纤维的增多,肌纤维母细胞转变为肌纤维细胞同时失去表达α-SMA的特征[12]。本研究2个纱布组α-SMA表达较空白对照组表达时相不同、表达量降低,说明皮肤伤口使用可吸收纱布在一定程度上延迟和(或)抑制肌纤维母细胞的增生和功能;但偏光显微镜下观察3组伤口局部Ⅰ、Ⅲ型胶原纤维的分泌时相和分泌量并无明显差异,说明使用可吸收纱布并没有因为纤维母细胞的减少影响伤口的愈合。
综上说明,我国生产的氧化纤维素可吸收止血纱布,其伤口的愈合时相与空白对照组的愈合时相基本一致,与国外同类产品(速即纱)比较无明显差别。(本文图见封三)
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