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编号:10496432
硅凝胶膜对增生性瘢痕组织的影响机制
http://www.100md.com 《第四军医大学学报》 1999年第11期
     樊东力 李荟元 肖光夏 李世荣 吴军

    摘 要 目的:了解硅凝胶膜(SGS)对增生性瘢痕的影响,探索其作用机制. 方法:以16例烧伤后期整形患者为研究对象,采用组织学、图像分析、放免测定等手段,观测瘢痕组织的成纤维细胞、胶原、透明质酸的变化.结果:SGS组与对照组相比较,胶原排列趋于一致,微血管丰富而呈开放状态,成纤维细胞的前胶原聚合体蓄积在胞质内;胶原总的含量减少,但Ⅲ型前胶原(hPcⅢ)含量维持在一个较高水平;透明质酸(HP)含量逐渐升高,接近正常皮肤水平.结论:SGS能抑制成纤维细胞胶原的合成及分泌,阻止瘢痕组织内胶原的过度沉积,并促使瘢痕组织结构向正常皮肤转化.

    关键词:硅凝胶膜 增生性瘢痕 胶原

    0 引言

    硅凝胶膜(SGS)对瘢痕及瘢痕疙瘩的防治作用已引起广泛重视,但其作用机制尚不清楚[1]. 1994年我科研制成功一种国产新型硅凝胶膜并成功应用于临床,取得了良好的效果[2]. 自1995年以来,我们就SGS在瘢痕增生过程中对成纤维细胞和胶原等细胞外基质的影响又进行了进一步的实验研究.
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    1 对象和方法

    1.1 对象 以1995~1997年在我科住院需多次手术的烧伤后期整形患者为研究对象,共16(男10,女6)例,平均年龄24.5(5~46)岁,病例选择要求:深Ⅱ度烧伤创面愈合后瘢痕,烧伤创面未经特殊处理(植皮、激素等)自行愈合后10 d~30 d,瘢痕表面充血,有明显增生倾向.

    1.2 方法 采用自体对照,将瘢痕纵向或横向分成两部分. 一部分随机定为SGS治疗区,每天用SGS覆盖,使用22 h以上,另一部分为对照区. 对照区不作任何处理.

    1.3 标本收集 应用SGS后1, 3 mo行手术治疗时,在征得患者同意下,取SGS治疗区、对照区及正常皮肤(两个时段任取一次)各0.5 g左右的组织标本,取材要求切口垂直于瘢痕或皮肤表面,深度达皮下脂肪,取下标本后仔细清除标本上所带的脂肪组织.

    1.4 观测方法与指标
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    1.4.1 光镜观察 标本用100 mL/L福尔马林固定,常规脱水、包埋、切片,分别采用HE染色及VG染色.

    1.4.2 透射电镜观察 标本采集后立即用剃须刀切成1 mm×1 mm×1mm;按常规固定、脱水、包埋后,用LKB-V型超薄切片机切片,在 JEM-2000EX型透射电镜下观察.

    1.4.3 胶原纤维定性定量分析 采用空军生物研究所研制的CMIAS007 真彩色医学图像分析系统对各时段的VG 染色切片标本进行胶原纤维含量测定,由表皮向深层方向连续观测5个视野,由计算机辅助系统求出胶原分布的表面积密度(面密度).

    1.4.4 羟脯氨酸(HP)含量测定 将组织标本称质量、水解、过滤,用美国BEKMAN公司生产的6300型黄金系统高效氨基酸分析仪测定HP含量.

    1.4.5 Ⅲ型前胶原(hPcⅢ)含量测定 将组织标本粉碎后、称质量、匀浆、抽提、低温高速离心,取上清液,用重庆肿瘤研究所中心研究室研制的hPcⅢ放射免疫试剂盒测定样品hPcⅢ含量,再换算成每克湿重组织内hPcⅢ含量.
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    1.4.6 透明质酸(HA)含量测定 标本采集、处理、测定方法同hPcⅢ测定. 采用上海海军研究所研制的HA放射免疫分析盒测定.

    统计学处理:所有结果均用X±s表示,采用第四军医大学《线性拟合统计软件包》进行分析及检验.

    2 结果

    2.1 光镜观察 正常皮肤表皮排列规则,乳头层胶原纤维细而稀疏,有丰富的微血管,网状层胶原纤维较粗,呈束状定向排列,相互交织成网状,胶原束之间有较大间隙(Fig 1,2). SGS组:1 mo时表皮下胶原纤维增生,呈束状或编织状,微血管扩张、充血(Fig 3). 3 mo时,真皮内胶原纤维较细,呈规则束状,与皮肤平行,微血管呈开放状态(Fig 4). 对照组:1 mo时,真皮层胶原纤维增生,胶原束排列紊乱,成纤维细胞增多、微血管增生、扩张、充血(Fig 5). 3 mo时增生的胶原纤维排列致密,部分呈漩涡状或结节状排列,并存在不同程度的玻璃样变性. 其间成纤维细胞和微血管数量明显减少,部分血管内皮细胞增生,管腔呈部分或完全闭塞状态(Fig 6,7).
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    图1 正常皮肤

    Fig1 Normal skin

    Fine collagen fibers, many microvesseles and fibroblasts in papillary layer of normal dermis. HE ×100

    图2 正常皮肤

    Fig2 Normal skin

    Collagen fibers formed into bundle and net in reticular layer. VG ×100

    图3 SGS组

    Fig 3 SGS group (1 mo)
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    Proliferation of fibroblast and hypermia of microvessels in dermis, collagen fibers in bundle and net. HE ×100

    图4 SGS组

    Fig4 SGS group (3 mo)

    Fine collagen fibers arranged in bundle and run paralle along surface of skin.VG ×100

    图5 对照组

    Fig5 Control group(1 mo)

    Many collagen fibers,fibroblasts and microvessels increased in dermis.HE ×100
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    图6 对照组

    Fig6 Control group (3 mo)

    Collagen fibers increased widely and arranged in swirl.VG ×200

    图7 对照组

    Fig7 Control group (3 mo)

    Collagen fibers increasing, thickness and arranged disorderly, microvessels reduced.VG ×100

    2.2 电镜观察 正常皮肤成纤维细胞呈梭状或不规则形,胞质内有较多发达的内质网,有的呈扩张状态,在细胞周边,可见疏松分布的胶原微纤维(Fig 8). SGS组:1 mo时网成纤维细胞胞体增大,粗面内质网丰富,中等度扩张,线粒体较多(Fig 9). 3 mo时,成纤维细胞胞体减小,内质网无明显扩张,并且发现在胞质内存在大量聚合成片的前胶原聚合体(Fig 10). 对照组:1 mo时可见纤维细胞胞体增大,胞质内充满大量明显扩张的内质网,网腔内充满中等电子密度物质. 部分粗面内质网与细胞膜融合(Fig 11). 3 mo时除以上特征外,还可见肥大细胞分泌颗粒散布于细胞间,并贴附于成纤维细胞膜上,细胞外胶原纤维较多,分布致密(Fig 12).
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    图8 正常皮肤

    Fig8 Normal skin

    Rich in RERs in cytoplasm of fibroblast, collagen fibers scattered around fibroblast.TEM ×10K

    图9 SGS组

    Fig9 SGS group (1 mo)

    Enlargement of fibroblasts and rich in RERs in cytoplasm.TEM ×4000

    图10 SGS组

    Fig10 SGS group (3 mo)
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    Fibroblasts smaller, many precollagen fibers and no dilatation of RERs in cytoplasm. TEM ×10K

    图11 对照组

    Fig 11 Control group (1 mo)

    Enlargement of fibroblasts, dilatation of many RERs in cytoplasm. TEM ×5000

    图12 对照组

    Fig12 Control group (3 mo)

    Enlargement of fibroblasts, marked dilatation of RERs, and granules of mast cells located on its membrane, many collagen fibers distributed around fibroblasts. TEM ×6000
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    2.3 胶原纤维定量分析 两组各时段组织内胶原分布的面密度均高于正常皮肤,SGS组面密度呈下降趋势,3 mo与1 mo有非常明显差别(Tab 1).

    表1 瘢痕内胶原纤维分布的表面积密度

    Tab1 Area density of collagen fibers in scar (n=16,X±s)

    Group

    1 mo

    3 mo

    Normal skin

    0.27±0.04

    0.27±0.04
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    Silicone gel

    0.39±0.05b

    0.33±0.03ad

    Control

    0.41±0.05b

    0.43±0.04af

    bP<0.01 vs normal skin;dP<0.01 vs 1 mo;fP<0.01 vs silicone gel

    2.4 羟脯氨酸(HP)含量测定 创面愈合后,两组各时段的HP含量均高于正常皮肤含量,但SGS组在3 mo时HP含量显著低于1 mo时的含量,也同时比对照组3 mo时含量低.1 mo时两组HP含量无差异(Tab 2).
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    表2 瘢痕内羟脯氨酸含量

    Tab2 Hydroxyproline content in scar (n=16,X±s,mg/g)

    Group

    1 mo

    3 mo

    Normal skin

    25.3±3.5

    25.3±3.5

    Silicone gel

    45.6±6.3b

    35.4±6.1da
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    Control

    45.9±6.4b

    51.6±9.0af

    bP<0.01,dP<0.01 vs normal skin;fP<0.01 vs silicone gel,aP<0.05 vs 1 mo.

    2.5 组织内hPcⅢ含量变化 1 mo时hPcⅢ含量两组均高出正常皮肤,3 mo时SGS组仍维持这一水平,而对照组含量较1 mo时降低,且明显低于同时SGS组(Tab 3).

    表3 瘢痕内Ⅲ型前胶原含量

    Tab3 Human type Ⅲ pre-collagen content in scar (n=16,X±s,μg/g)
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    Group

    1 mo

    3 mo

    Normal skin

    34.7±5.5

    34.7±5.5

    Silicone gel

    44.3±4.5b

    46.6±3.9ad

    Control

    43.2±3.6b
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    34.5±3.7f

    bP<0.01 vs normal skin;dP<0.01 vs control;fP<0.01 vs 1 mo.

    2.6 组织内HA含量变化 1 mo时两组HA含量低于正常皮肤含量,两组间无差别,3 mo时SGS组含量较1 mo时明显升高,接近正常皮肤水平,高于对照组,两组之间有非常显著差别(Tab 4).

    表4 瘢痕内羟脯氨酸含量

    Tab4 Hyapeuronic acid content in scar (n=16,X±s,μg/g)

    Group

    1 mo
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    3 mo

    Normal skin

    87.0±10.3

    87.0±10.3

    Silicone gel

    66.0±7.1b

    85.1± 8.7df

    Control

    66.4±7.8b

    65.1± 4.7a

    bP<0.01 vs normal skin;dP<0.01 vs 1 mo;fP<0.01 vs control.
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    3 讨论

    增生性瘢痕主要表现为胶原等细胞外基质的异常沉积[3]. 自1982年Perkins等[4]发现SGS有防治瘢痕作用以来,许多学者在临床上证实了其抗瘢痕的效果,但其作用机制尚不清楚[5]. 推测硅凝胶的抗瘢痕作用主要通过两方面产生的效应:①SGS对瘢痕的水储留作用,②硅凝膜缓慢释放的硅油产生的生物学效应.

    我们通过光镜观察发现:应用SGS 后瘢痕组织结构向正常皮肤结构转化,胶原排列趋于一致,较细且平行于皮肤,微血管丰富而呈开放状态. 而对照区则有典型的增生性瘢痕特征:胶原纤维呈结节状、漩涡状排列,并有透明变性、微血管闭塞等. 电镜观察发现:对照组的成纤维细胞呈明显的功能亢进状态,而在SGS治疗3 mo后成纤维细胞不仅没有这种现象,而且还发现大量的前胶原聚合体蓄积在胞质内,这一现象认为是前α-肽链中赖氨酸残基在内质网中的羟化过程受到阻碍,使得未经羟化的前胶原不能透过细胞膜分泌到细胞外[6]. 从观察结果我们推测:应用SGS后抑制了成纤细胞的胶原合成及分泌功能. 同时,我们还发现:在1 mo疗程内两组瘢痕在大体上虽有一定差别,但组织学结构并未见明显差异. 分析其原因可能是:① SGS的应用时间太短,尚未造成组织学改变. ②正常组织修复过程中,纤维愈合期也需要1 mo左右才能完成. 因此我们强调,要获得较好的效果,疗程至少要在3 mo以上.
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    另外我们发现对照组肥大细胞分泌颗粒较多,并发现该分泌颗粒贴附于成纤维细胞膜上,这从组织学上证实了肥大细胞与瘢痕的增殖和成熟有密切关系[7],而这种作用很可能就是通过肥大细胞分泌颗粒作用于成纤维细胞来完成的.

    HP含量测定及胶原纤维定量分析均表明应用SGS后抑制了胶原过度沉积. 放射免疫方法测定组织内hPcⅢ及HA含量则表明:应用SGS后瘢痕组织内hPcⅢ的含量一直维持在一个较高水平,而对照组则呈下降趋势. 这也就是说,应用SGS后瘢痕内Ⅲ型胶原的合成一直处于较活跃状态,文献报道Ⅲ型胶原含量较高有利于瘢痕组织向正常皮肤转化[8], HA含量在伤后1 mo时处于较低水平,应用SGS 3 mo后逐渐恢复到正常皮肤水平,可见应用SGS后瘢痕组织内HA含量有一逐渐升高的过程. 据报道HA含量升高有利于Ⅲ型胶原的合成[9],这与SGS组hPeⅢ含量维在一较高水平一致. HA还能减少瘢痕形成,防止组织粘连,但是什么因素通过何途径参与并促进Ⅲ型胶原的合成尚待进一步研究. 在高乳酸环境下HA的产生受到抑制[10]. 而增生性瘢痕就伴有缺氧状况, 我们发现,对照组的瘢痕组织内血管呈半闭塞或闭塞状态支持这一观点,而SGS组瘢痕组织内的毛细血管呈开放状态,所以我们推测,SGS的应用、HA含量的增高、是由于改善了局部瘢痕组织的血循环和氧的供应,使HA的合成与分泌得到恢复所致.
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    作者简介:樊东力,男,1964-06-12生,湖南省资兴市人,汉族. 1985年第三军医大学医疗系毕业,主治医师、讲师. 1995年第三军医大学硕士毕业,发表学术论文12篇. 在读博士生,导师李荟元, 肖光夏, 李世荣. 电话:(023)68754219 E-mail dlfan@cq.col.com.cn

    作者单位:樊东力 李世荣 (第三军医大学西南医院整形外科,重庆 400038)

    肖光夏 吴 军 (第三军医大学西南医院整形外科,重庆 400038)

     李荟元 (第四军医大学西京医院整形外科中心)

    参考文献

    1 Beranek JT. Silicone gel sheeting for the management of hypertrophic and keloid scars: The mechanism of its action . Dermatol Surg, 1997 ;23(5): 403-404
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    2 樊东力,李世荣,肖光夏et al. 国产新型硅凝胶膜对创面增生性瘢痕防治的临床研究. 中华医学美容杂志,1996;2(2):62-65

    3 Thomas DW, Flopkinson I, Harding KG et al. The pathogenesis of hypertrophic/keloid scarring. Oral Maxilloface Surg, 1994;23(4):232-236

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    6 武忠弼主编. 病理学. 第2版. 北京:人民卫生出版社,1989:40-41

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