微量元素氧自由基对皮肤软组织扩张的影响
摘 要：目的：探讨微量元素、氧自由基在皮瓣扩张术中对皮肤软组织扩张的影响。方法：利用白兔背部皮瓣进行扩张，检测不同时间扩张皮瓣，氧自由基的生成水平及应用微量元素制剂对皮瓣扩张的组织学改变影响。结果：不扩张组与剥离组比较、扩张后与扩张前比较有显著性差异(P<0.001)，扩张前与不扩张组比较差异无显著性(P>0.05)；丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)之间呈负相关。结论：组织扩张有氧自由基形成，应用微量元素制剂能抑制胶原纤维形成，扩张皮瓣变薄，扩张面积，长度增加，扩张时间缩短，增加扩张速率。
关键词： 皮肤； 组织扩张；微量元素；氧自由基
The Experimental Study of Effect of Microelement and Oxygen free
Radicals on Skin Soft Tissue Expansion
CHEN Li-ying， ZHU Zhi-xiang， ZHANG Li-yong
(The Second People’s Hospital of Shenzhen City，Guangdong Shenzhen 518029，China)
Abstract：Objective：To study the effect of microelement and Oxygen free radicals on skin soft tissue expansion. Method: The revels of oxygen free radicals at different time have been determined and the influence of microelement on the area and length of the expanded skin soft tissues in rats has been observed. Result: The content of MDA and the activities of SOD in skin soft tissues were significantly different between undermining and no expansion group, and no difference between no expansion and prior to last expansion. Conclusion: Oxygen free radicals are not only produced during skin can also inhibite the collagenous formation, thin the expanded skin, increase the expanded skin area and length and shorten the expansion time, so the expansion rate is enhanced.
Key words: Skin； Tissue expansion； Microelement; Oxygen free radical
氧自由基在多种组织器官的缺血/再灌流损伤及硅胶纤维囊形成中起重要作用[1]，因此在组织扩张过程中应用药物防止或减少扩张过程中氧自由基的损害作用，延缓或减少纤维囊的形成，安全、快速及有效地进行组织扩张。本实验以微量元素为研究药物，利用白兔背部皮瓣进行扩张，通过不同时间对扩张皮瓣，丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)检测及观察应用微量元素对皮办扩张、组织学改变的影响，为安全快速及有效地进行皮肤软组织扩张提供新的思路。
1 材料与方法
1.1 动物：白兔，雄性，70只(广东省广州一军大动物实验室提供,体重2000～3000g)，健康，无皮肤疾患。50只用于检测不同扩张时间氧自由基的生成水平；20只用于观察微量元素制剂对扩张皮瓣的影响。
1.2 主要仪器与制剂：皮肤软组织扩张器，20ml，圆形；T2型可见光分光光度计；低温离心机；ZS83-1型内切成组织匀浆器；多道生理记录仪；超低温(-70℃)冰箱；电子天平。口服微量元素制剂为济南泉城微量元素生命研究所生产，每片微量元素有效含量为0.25g。
1.3 检测不同扩张时间氧自由基的生成水平[2]：将白兔50只按随机化原则分为三组；剥离组：7只，皮瓣掀起后原位缝合；不扩张组：7只，将扩张器置于内膜下注水4ml，以利扩张器舒平，减少剥离腔出血，以后不进行扩张，扩张组：36只，背部放置扩张器，常规每隔3～4d注水10%(2ml)：直至100%。用羟胺法测定各组织中的SOD活性；用硫代巴比妥酸法测定其自由基反应产物之一MDA含量，同时用Folin酚法测定皮肤组织中蛋白含量，用比活性(Nu/mg蛋白)表示SOD活性，用比浓度(nmol/mg蛋白)表示MDA含量。
1.4 微量元素制剂对皮肤软组织扩张的影响：白兔20只按随机化原则分为两组；①对照组10只，②微量元素治疗组10只，从手术当日开始每日喂养复合微量元素制剂直到实验结束，每只每次6片，一日一次给药。观察：①扩张皮肤各层厚度(表皮、真皮、肉膜及纤维囊)，用显微镜检测HE染色的组织切片，任选8个视野；②用Masson’s 三色染色观察胶原纤维形态、大小、排列等；③透明标本观察毛细血管密度、形态、通透性等。
1.6 统计学处理：SOD和MDA含量以均数±标准差(±s)表示，组间比较采用t检验判断差异有无显著意义。
2 结 果
2.1 MDA和SOD测定结果：见表1。表1 各组皮瓣在不同状况下SOD和MDA含量比较(略)
2.2 组织学检查：扩张的皮肤显示比不扩张组皮肤内膜层变薄，表皮增厚，胶原纤维含量增加、致密、排列规则，微量元素治疗组与对照组比较，对照组纤维囊内层为多层走向一致的致密胶原纤维组织，细胞及血管成份少，外层为肉芽层，见大量纤维母细胞、新生毛细血管及血管周围淋巴细胞为主的炎性细胞浸润，胶原纤维染色见真皮层胶原丰富，呈束状纵横交错紧密排列，纤维囊内层胶原纤维丰富，排列紧密。微量元素治疗组纤维囊主要为几层胶原纤维，肉芽组织层不明显，整个纤维囊内细胞成分较少，几乎未见炎性细胞，胶原纤维染色见真皮层及纤维囊内层胶原纤维减少、排列较为疏松。治疗组、对照组及不扩张组三组皮瓣表皮、真皮、内膜及纤维囊各层厚度见表2。表2 各组皮瓣组织学参数(略)注：剥离组与对照组比较：P<0.05，P<0.01；治疗组与对照组比较：▲P<0.05，▲▲P<0.01
3 讨论
微量元素在人体的作用及对创伤治疗的影响越来越受到人们的重视。正常情况下微量元素在体内的水平很低，但在机体中却起着重要的作用，还证实微量元素在创伤愈合、心血管系统疾病、免疫系统疾病甚至癌的发生中的作用。在烧伤整形领域，皮肤软组织扩张的应用是进行组织器官修复和再造的重要手段之一，皮肤软组织扩张一定时期后硅胶囊周围逐渐形成纤维囊。并且其形成过程中有大量的氧自由基产生，至于其形成机理尚不完全清楚。许多学者认为[1,2]，硅胶假体尽管化学性质极其稳定，组织相容性好，但仍有硅胶微粒逸出进入假体周围组织，尤其是直径为10～60um的硅胶微粒，作为一种抗原或半抗原诱发免疫反应，趋化吸引白细胞，白细胞膜上的还原型辅酶Ⅱ可将还原型辅酶Ⅱ的电子传递给氧，产生氧自由基。皮肤软组织扩张引起的皮瓣缺血及硅胶微粒的刺激，生成大量的氧自由基，SOD逐渐失活，从而其保护作用减弱，本实验结果显示：放置扩张器不扩张组与剥离组比较，MDA含量增高，SOD活性降低且差异有显著性。说明硅胶纤维囊形成过程中产生了氧自由基，与国内外文献报道相符。
皮肤软组织扩张后早期，由于皮瓣急性缺血，ATP代谢水平下降，ATP转变成次黄嘌呤，产生氧自由基，使生物膜上的不饱和脂肪酸发生脂质过氧化，引起长链反应，其终末代谢产物MDA含量增高，SOD活性下降。然后由于表皮细胞的分裂增殖、皮肤软组织的粘弹性特性、间液的重新分布、胶原纤维的重新排列等因素使扩张皮肤逐渐变软，血运随之增加，缺血改善，SOD活性不但没有回到，反而进一步下降，MDA含量变进一步升高(单位时间其改变程度远较扩张时大)，以6h左右尤甚，随着扩张后时间的延长，缺血状态逐渐改善，通过扩张延迟效应血循环增强，SOD活性有所回升，MDA含量下降，至注水扩张后24h SOD活性，MDA含量基本回复到扩张前水平，扩张组与不扩张组比较，P>0.05，但与剥离组比较P<0.05，可能由于硅胶的刺激促使自由基形成。我们的实验表明，在组织扩张过程中应用微量元素制剂提高了扩张皮瓣中的SOD活性。从而可以清除扩张过程中的形成的氧自由基，抑制胶原合成，减少纤维囊形成。进而提高扩张效率，降低毛细血管的通透性，防止血小板、粒细胞的粘附、聚集，改善血循环，使组织扩张更加安全[3]。但它不能逆转缺血时已经造成的损伤，且引起扩张细织损伤的因素众多，如细胞水肿，红细胞淤积，能量不足等。至于剂型的选择、给药途径、剂量及临床应用，还有待于自由基生物学，自由基医学、组织扩张基础研究及微量元素研究的进一步发展。
参考文献：
[1]陈小平，郭光昭，李松春，等.氧自由基清除剂对硅胶假体纤维囊厚度的影响[J].实用美容整形外科杂志，1994，5：152-154.
[2]谭谦，马文熙，陈怀仁，等.超过氧化物歧化酶对烧伤创面微循环影响的实验研究[J]. 中华整形烧伤外科杂志，1995，11(1)：77-79.
[3]Siegert R,Weerda H,Hoffmann S,et al.Clinical and experimental evaluation of intermittent intraoperative short term expansion[J]. Plast Reconstr Surg, 1993, 92：248-254.
(广东省深圳市第二人民医院烧伤整形科， 广东深圳 518029), 百拇医药(陈力莹，朱志祥，张力)
关键词： 皮肤； 组织扩张；微量元素；氧自由基
The Experimental Study of Effect of Microelement and Oxygen free
Radicals on Skin Soft Tissue Expansion
CHEN Li-ying， ZHU Zhi-xiang， ZHANG Li-yong
(The Second People’s Hospital of Shenzhen City，Guangdong Shenzhen 518029，China)
Abstract：Objective：To study the effect of microelement and Oxygen free radicals on skin soft tissue expansion. Method: The revels of oxygen free radicals at different time have been determined and the influence of microelement on the area and length of the expanded skin soft tissues in rats has been observed. Result: The content of MDA and the activities of SOD in skin soft tissues were significantly different between undermining and no expansion group, and no difference between no expansion and prior to last expansion. Conclusion: Oxygen free radicals are not only produced during skin can also inhibite the collagenous formation, thin the expanded skin, increase the expanded skin area and length and shorten the expansion time, so the expansion rate is enhanced.
Key words: Skin； Tissue expansion； Microelement; Oxygen free radical
氧自由基在多种组织器官的缺血/再灌流损伤及硅胶纤维囊形成中起重要作用[1]，因此在组织扩张过程中应用药物防止或减少扩张过程中氧自由基的损害作用，延缓或减少纤维囊的形成，安全、快速及有效地进行组织扩张。本实验以微量元素为研究药物，利用白兔背部皮瓣进行扩张，通过不同时间对扩张皮瓣，丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)检测及观察应用微量元素对皮办扩张、组织学改变的影响，为安全快速及有效地进行皮肤软组织扩张提供新的思路。
1 材料与方法
1.1 动物：白兔，雄性，70只(广东省广州一军大动物实验室提供,体重2000～3000g)，健康，无皮肤疾患。50只用于检测不同扩张时间氧自由基的生成水平；20只用于观察微量元素制剂对扩张皮瓣的影响。
1.2 主要仪器与制剂：皮肤软组织扩张器，20ml，圆形；T2型可见光分光光度计；低温离心机；ZS83-1型内切成组织匀浆器；多道生理记录仪；超低温(-70℃)冰箱；电子天平。口服微量元素制剂为济南泉城微量元素生命研究所生产，每片微量元素有效含量为0.25g。
1.3 检测不同扩张时间氧自由基的生成水平[2]：将白兔50只按随机化原则分为三组；剥离组：7只，皮瓣掀起后原位缝合；不扩张组：7只，将扩张器置于内膜下注水4ml，以利扩张器舒平，减少剥离腔出血，以后不进行扩张，扩张组：36只，背部放置扩张器，常规每隔3～4d注水10%(2ml)：直至100%。用羟胺法测定各组织中的SOD活性；用硫代巴比妥酸法测定其自由基反应产物之一MDA含量，同时用Folin酚法测定皮肤组织中蛋白含量，用比活性(Nu/mg蛋白)表示SOD活性，用比浓度(nmol/mg蛋白)表示MDA含量。
1.4 微量元素制剂对皮肤软组织扩张的影响：白兔20只按随机化原则分为两组；①对照组10只，②微量元素治疗组10只，从手术当日开始每日喂养复合微量元素制剂直到实验结束，每只每次6片，一日一次给药。观察：①扩张皮肤各层厚度(表皮、真皮、肉膜及纤维囊)，用显微镜检测HE染色的组织切片，任选8个视野；②用Masson’s 三色染色观察胶原纤维形态、大小、排列等；③透明标本观察毛细血管密度、形态、通透性等。
1.6 统计学处理：SOD和MDA含量以均数±标准差(±s)表示，组间比较采用t检验判断差异有无显著意义。
2 结 果
2.1 MDA和SOD测定结果：见表1。表1 各组皮瓣在不同状况下SOD和MDA含量比较(略)
2.2 组织学检查：扩张的皮肤显示比不扩张组皮肤内膜层变薄，表皮增厚，胶原纤维含量增加、致密、排列规则，微量元素治疗组与对照组比较，对照组纤维囊内层为多层走向一致的致密胶原纤维组织，细胞及血管成份少，外层为肉芽层，见大量纤维母细胞、新生毛细血管及血管周围淋巴细胞为主的炎性细胞浸润，胶原纤维染色见真皮层胶原丰富，呈束状纵横交错紧密排列，纤维囊内层胶原纤维丰富，排列紧密。微量元素治疗组纤维囊主要为几层胶原纤维，肉芽组织层不明显，整个纤维囊内细胞成分较少，几乎未见炎性细胞，胶原纤维染色见真皮层及纤维囊内层胶原纤维减少、排列较为疏松。治疗组、对照组及不扩张组三组皮瓣表皮、真皮、内膜及纤维囊各层厚度见表2。表2 各组皮瓣组织学参数(略)注：剥离组与对照组比较：P<0.05，P<0.01；治疗组与对照组比较：▲P<0.05，▲▲P<0.01
3 讨论
微量元素在人体的作用及对创伤治疗的影响越来越受到人们的重视。正常情况下微量元素在体内的水平很低，但在机体中却起着重要的作用，还证实微量元素在创伤愈合、心血管系统疾病、免疫系统疾病甚至癌的发生中的作用。在烧伤整形领域，皮肤软组织扩张的应用是进行组织器官修复和再造的重要手段之一，皮肤软组织扩张一定时期后硅胶囊周围逐渐形成纤维囊。并且其形成过程中有大量的氧自由基产生，至于其形成机理尚不完全清楚。许多学者认为[1,2]，硅胶假体尽管化学性质极其稳定，组织相容性好，但仍有硅胶微粒逸出进入假体周围组织，尤其是直径为10～60um的硅胶微粒，作为一种抗原或半抗原诱发免疫反应，趋化吸引白细胞，白细胞膜上的还原型辅酶Ⅱ可将还原型辅酶Ⅱ的电子传递给氧，产生氧自由基。皮肤软组织扩张引起的皮瓣缺血及硅胶微粒的刺激，生成大量的氧自由基，SOD逐渐失活，从而其保护作用减弱，本实验结果显示：放置扩张器不扩张组与剥离组比较，MDA含量增高，SOD活性降低且差异有显著性。说明硅胶纤维囊形成过程中产生了氧自由基，与国内外文献报道相符。
皮肤软组织扩张后早期，由于皮瓣急性缺血，ATP代谢水平下降，ATP转变成次黄嘌呤，产生氧自由基，使生物膜上的不饱和脂肪酸发生脂质过氧化，引起长链反应，其终末代谢产物MDA含量增高，SOD活性下降。然后由于表皮细胞的分裂增殖、皮肤软组织的粘弹性特性、间液的重新分布、胶原纤维的重新排列等因素使扩张皮肤逐渐变软，血运随之增加，缺血改善，SOD活性不但没有回到，反而进一步下降，MDA含量变进一步升高(单位时间其改变程度远较扩张时大)，以6h左右尤甚，随着扩张后时间的延长，缺血状态逐渐改善，通过扩张延迟效应血循环增强，SOD活性有所回升，MDA含量下降，至注水扩张后24h SOD活性，MDA含量基本回复到扩张前水平，扩张组与不扩张组比较，P>0.05，但与剥离组比较P<0.05，可能由于硅胶的刺激促使自由基形成。我们的实验表明，在组织扩张过程中应用微量元素制剂提高了扩张皮瓣中的SOD活性。从而可以清除扩张过程中的形成的氧自由基，抑制胶原合成，减少纤维囊形成。进而提高扩张效率，降低毛细血管的通透性，防止血小板、粒细胞的粘附、聚集，改善血循环，使组织扩张更加安全[3]。但它不能逆转缺血时已经造成的损伤，且引起扩张细织损伤的因素众多，如细胞水肿，红细胞淤积，能量不足等。至于剂型的选择、给药途径、剂量及临床应用，还有待于自由基生物学，自由基医学、组织扩张基础研究及微量元素研究的进一步发展。
参考文献：
[1]陈小平，郭光昭，李松春，等.氧自由基清除剂对硅胶假体纤维囊厚度的影响[J].实用美容整形外科杂志，1994，5：152-154.
[2]谭谦，马文熙，陈怀仁，等.超过氧化物歧化酶对烧伤创面微循环影响的实验研究[J]. 中华整形烧伤外科杂志，1995，11(1)：77-79.
[3]Siegert R,Weerda H,Hoffmann S,et al.Clinical and experimental evaluation of intermittent intraoperative short term expansion[J]. Plast Reconstr Surg, 1993, 92：248-254.
(广东省深圳市第二人民医院烧伤整形科， 广东深圳 518029), 百拇医药(陈力莹，朱志祥，张力)