不同组分HHK扫描电镜观察
作者：陈英 彭心昭 周志涛 朴英杰
单位：第一军医大学 中心实验室,广东 广州 510515
关键词：HHK;扫描电镜；人工腱
中国医学物理学杂志000117 摘要: 目的：观察F、B、Z三种不同的HHK表面及断面结构，确立不同降解速度HHK的形态学指标，阐明其在自体腱形成过程中的形态机理，以更好地为临床服务。材料与方法：人发经过不同生化方法处理，制备混合编制快速(F)、中速(B)、慢速(Z)三种不同降解速度的HHK人工腱在扫描电镜下观察。结果：发现F组毛小皮大部分脱落，皮质中微丝束融合或消失；Z组毛小皮少部分脱落，皮质中微丝束排列略紊乱，而B组的改变介于前两者之间。结论：不同组分的HHK形态改变具有各自特点，为其成功应用于临床奠定基础，临床实验证明，HHK最终被降解而被胶原纤维代替并形成自体腱。
中图分类号：R 318 文献标识码：B 文章编号：1005-202X(2000)01-0051-02
, http://www.100md.com
Observation of different HHK groups with SEM
CHEN Ying , PENG Xin-zhao, ZHOU Zhi-tao, PIAO Ying-jie
(Central laboratory; First Military Medical University, Guangzhou 510515, China)
Abstract: Aim: In order to apply the HHK to clinical practice well, we observed the surface and section structures of the HHK and determined the HHK morphological marks of different. dissolution speediness groups and illuminated mechanism of morphological changing during developing of self-tendon. Material and method: human hairs were treated with different biochemical reagents and then turn out the HHK man-made tendons which include the HHK of fast (F), mid (B), slow dissolution speediness groups. Three kinds of the HHK were observed with SEM. Result: A lot of hair cuticles scale off and microfilament fuse and disappear in F group; some hair cuticles scale off and microfilament lined turbidly; the morphological changing in B group are situated between the F and Z group. Conclusion: each of three kinds HHK has its morphological features, so they can apply to clinic successfully. Through clinical experiments it is testify that the HHK are dissoluted finally and the collagen fibers substitute for them and self-tendon are formed.
, 百拇医药
Key words: HHK; SEM; man-made tendon
人工腱新材料的研究是创伤外科学和整形外科学亟待解决的重大问题。曾有学者用未经处理的人发作为腱材料进行研究，发现人发在体内不能被吸收，腱周围组织容易发生粘连，滑动性差，使用该人发腱修复肌腱的效果不理想[1]。从1991年始，至1995年，我校成功地研制出更为理想的人发角蛋白人工腱(human hair keratin,HHK)，其构成成分为三种不同降解速度的HHK混合编制，经300多例临床应用证明，该人工腱具有如下优点：①组织相容性好，自植入至完全腱化均未见局部排斥反应和全身性不良反应；②可完全被降解吸收，并能诱导形成具有正常功能的自体腱；③衔接部结合牢固，自体腱拉应力强度好且不衰减；④自体腱与周围组织不发生粘连，滑动性好。这一成果在应用人工生物材料诱导自体组织再生、修复方面取得了突破[2-5]。我们对经生物化学特殊处理的HHK F组(快速降解组)、B组(中速降解组)、Z组(慢速降解组)进行扫描电镜观察以建立不同组分的形态学指标。
, 百拇医药
1 材料与方法
正常人头发经过不同生化方法处理，制备混合编制快速(F)、中速(B)、慢速(Z)三种不同降解速度的HHK人工腱[6],在扫描电镜下观察。
(1) 表面扫描观察：将不同组分的及正常未经特殊处理的人发随机取样分别按常规扫描电镜样品制备方法制备样品；用扫描电镜(型号S-450日立)观察。
(2)断面扫描观察：于液氮中折断不同组分的及正常未经特殊处理的人发分别按常规扫描电镜样品制备方法制备样品；用扫描电镜(型号S-450日立)观察。
2 结果
2.1 表面扫描电镜观察
⑴未经处理的人发毛干为粗细不同的圆柱状，表面复盖密集的朝向一致的毛小皮鳞片，其游离缘平滑，侧面见轮廓分明清晰立体感强的毛小皮鳞片，毛小皮表面光滑；排列呈叠瓦状(图1)。
, 百拇医药
图1 未经处理的人发表面扫描电镜像。 ×4500 (2.2μ)
图2 未经处理的人发断面扫描电镜像。×1000 (1μ)
⑵ Z组：见少部分毛小皮脱落；毛小皮排列较稀疏，轮廓较模糊，表面稍显粗糙；游离缘略有不齐。
⑶ F组：毛干整体略显枯皱；大部分毛小皮呈脱落或断裂状；毛小皮排列变稀疏不齐，表面显粗糙状；游离缘模糊状，轮廓变钝，凹凸不齐呈虫蚀状，电子密度高低不匀(图3)。
图3 F组人发表面扫描电镜像。×4500 (2.2μ)
⑷ B组之形态改变介于Z组与F组之间。
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2.2 断面扫描电镜观察
⑴未经处理的人发毛小皮位于毛干的外表面，轮廓清晰；毛皮质层见有密集的微丝呈与毛发长轴平行排列，电子密度较高，边缘清(图2)。
⑵ Z组：毛小皮表面较混浊，电子密度较低；微丝间隙变大，部分微丝呈融合状并有部分断裂，电子密度较低。
⑶ F组：毛小皮表面呈混浊状，电子密度降低；毛皮质层微丝排列紊乱，互相融合断裂状，电子密度明显变低(图4)。
图4 F组人发断面扫描电镜像。×1000 (1μ)
⑷ B组之形态变化介于F组与Z组之间。3 讨论
正常人发由三种同心圆状配布的角化上皮细胞组成：毛髓质、毛皮质、毛小皮。皮质是毛的主体，由紧密排列的梭形角化细胞组成，细胞内充满角蛋白丝束。髓质构成毛的中轴，毛小皮在毛的表面，为一层薄而透明的高度角化细胞。詹重万等人[4]曾报到了正常人发的表面扫描电镜观察结果,其形态学表现与我们所观察之结果一致。人发断面的扫描电镜观察尚未见报道。我们通过对三种不同降解速度的HHK与正常人发对比观察发现，随着降解速度的加快，其形态学改变越发明显，主要表现在毛小皮的脱落，排列紊乱，边缘模糊不清，毛小皮鳞片表面凹凸不平，特别观察断面结构改变时发现，皮质内微丝排列紊乱，互相融合。刘连璞等人透射电镜观察所见，毛皮质内微丝束间距明显扩大，微丝排列疏散，部分微丝消失，微丝与基质融合[5]。这些观察结果与我们的观察结果相符。这表明序贯的生物化学特殊处理能软化和解聚细胞内的角化蛋白质，造成细胞结构松弛，在体内植入环境中，更易于通过酶学或细胞吞噬机制而达到降解。人工腱混合编制的构思不仅具有临床应用的可行性，并且具有形态学支持依据。
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基金项目：国家自然科学基金资助项目(39870382)
参考文献：
[1]黄凤鸣,等.人发肌腱的实验研究与临床应用[J].中华实验外科杂志，1988,3(8):28.
[2]邹云雯，王铁丹，等.人发角蛋白人工腱的临床应用[J].青岛医学院学报.1997.33(3):197-198.
[3]王铁丹.人工腱材料实验与临床[M].云南科技出版社，1996.
[4]王铁丹.人工腱材料的基础研究与临床应用[M].第一军医大学出版，1995.
[5]詹重万，肖开琪，陈年芳，等.正常人发的扫描电镜观察[J].解剖学报,1983,14(3):334.
[6]刘连璞，朴英杰,等.109HH人工腱的超微结构研究[M].第一军医大学学报,1994，14(3):160.
收稿日期：1999-06-02, 百拇医药
单位：第一军医大学 中心实验室,广东 广州 510515
关键词：HHK;扫描电镜；人工腱
中国医学物理学杂志000117 摘要: 目的：观察F、B、Z三种不同的HHK表面及断面结构，确立不同降解速度HHK的形态学指标，阐明其在自体腱形成过程中的形态机理，以更好地为临床服务。材料与方法：人发经过不同生化方法处理，制备混合编制快速(F)、中速(B)、慢速(Z)三种不同降解速度的HHK人工腱在扫描电镜下观察。结果：发现F组毛小皮大部分脱落，皮质中微丝束融合或消失；Z组毛小皮少部分脱落，皮质中微丝束排列略紊乱，而B组的改变介于前两者之间。结论：不同组分的HHK形态改变具有各自特点，为其成功应用于临床奠定基础，临床实验证明，HHK最终被降解而被胶原纤维代替并形成自体腱。
中图分类号：R 318 文献标识码：B 文章编号：1005-202X(2000)01-0051-02
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Observation of different HHK groups with SEM
CHEN Ying , PENG Xin-zhao, ZHOU Zhi-tao, PIAO Ying-jie
(Central laboratory; First Military Medical University, Guangzhou 510515, China)
Abstract: Aim: In order to apply the HHK to clinical practice well, we observed the surface and section structures of the HHK and determined the HHK morphological marks of different. dissolution speediness groups and illuminated mechanism of morphological changing during developing of self-tendon. Material and method: human hairs were treated with different biochemical reagents and then turn out the HHK man-made tendons which include the HHK of fast (F), mid (B), slow dissolution speediness groups. Three kinds of the HHK were observed with SEM. Result: A lot of hair cuticles scale off and microfilament fuse and disappear in F group; some hair cuticles scale off and microfilament lined turbidly; the morphological changing in B group are situated between the F and Z group. Conclusion: each of three kinds HHK has its morphological features, so they can apply to clinic successfully. Through clinical experiments it is testify that the HHK are dissoluted finally and the collagen fibers substitute for them and self-tendon are formed.
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Key words: HHK; SEM; man-made tendon
人工腱新材料的研究是创伤外科学和整形外科学亟待解决的重大问题。曾有学者用未经处理的人发作为腱材料进行研究，发现人发在体内不能被吸收，腱周围组织容易发生粘连，滑动性差，使用该人发腱修复肌腱的效果不理想[1]。从1991年始，至1995年，我校成功地研制出更为理想的人发角蛋白人工腱(human hair keratin,HHK)，其构成成分为三种不同降解速度的HHK混合编制，经300多例临床应用证明，该人工腱具有如下优点：①组织相容性好，自植入至完全腱化均未见局部排斥反应和全身性不良反应；②可完全被降解吸收，并能诱导形成具有正常功能的自体腱；③衔接部结合牢固，自体腱拉应力强度好且不衰减；④自体腱与周围组织不发生粘连，滑动性好。这一成果在应用人工生物材料诱导自体组织再生、修复方面取得了突破[2-5]。我们对经生物化学特殊处理的HHK F组(快速降解组)、B组(中速降解组)、Z组(慢速降解组)进行扫描电镜观察以建立不同组分的形态学指标。
, 百拇医药
1 材料与方法
正常人头发经过不同生化方法处理，制备混合编制快速(F)、中速(B)、慢速(Z)三种不同降解速度的HHK人工腱[6],在扫描电镜下观察。
(1) 表面扫描观察：将不同组分的及正常未经特殊处理的人发随机取样分别按常规扫描电镜样品制备方法制备样品；用扫描电镜(型号S-450日立)观察。
(2)断面扫描观察：于液氮中折断不同组分的及正常未经特殊处理的人发分别按常规扫描电镜样品制备方法制备样品；用扫描电镜(型号S-450日立)观察。
2 结果
2.1 表面扫描电镜观察
⑴未经处理的人发毛干为粗细不同的圆柱状，表面复盖密集的朝向一致的毛小皮鳞片，其游离缘平滑，侧面见轮廓分明清晰立体感强的毛小皮鳞片，毛小皮表面光滑；排列呈叠瓦状(图1)。
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图1 未经处理的人发表面扫描电镜像。 ×4500 (2.2μ)
图2 未经处理的人发断面扫描电镜像。×1000 (1μ)
⑵ Z组：见少部分毛小皮脱落；毛小皮排列较稀疏，轮廓较模糊，表面稍显粗糙；游离缘略有不齐。
⑶ F组：毛干整体略显枯皱；大部分毛小皮呈脱落或断裂状；毛小皮排列变稀疏不齐，表面显粗糙状；游离缘模糊状，轮廓变钝，凹凸不齐呈虫蚀状，电子密度高低不匀(图3)。
图3 F组人发表面扫描电镜像。×4500 (2.2μ)
⑷ B组之形态改变介于Z组与F组之间。
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2.2 断面扫描电镜观察
⑴未经处理的人发毛小皮位于毛干的外表面，轮廓清晰；毛皮质层见有密集的微丝呈与毛发长轴平行排列，电子密度较高，边缘清(图2)。
⑵ Z组：毛小皮表面较混浊，电子密度较低；微丝间隙变大，部分微丝呈融合状并有部分断裂，电子密度较低。
⑶ F组：毛小皮表面呈混浊状，电子密度降低；毛皮质层微丝排列紊乱，互相融合断裂状，电子密度明显变低(图4)。
图4 F组人发断面扫描电镜像。×1000 (1μ)
⑷ B组之形态变化介于F组与Z组之间。3 讨论
正常人发由三种同心圆状配布的角化上皮细胞组成：毛髓质、毛皮质、毛小皮。皮质是毛的主体，由紧密排列的梭形角化细胞组成，细胞内充满角蛋白丝束。髓质构成毛的中轴，毛小皮在毛的表面，为一层薄而透明的高度角化细胞。詹重万等人[4]曾报到了正常人发的表面扫描电镜观察结果,其形态学表现与我们所观察之结果一致。人发断面的扫描电镜观察尚未见报道。我们通过对三种不同降解速度的HHK与正常人发对比观察发现，随着降解速度的加快，其形态学改变越发明显，主要表现在毛小皮的脱落，排列紊乱，边缘模糊不清，毛小皮鳞片表面凹凸不平，特别观察断面结构改变时发现，皮质内微丝排列紊乱，互相融合。刘连璞等人透射电镜观察所见，毛皮质内微丝束间距明显扩大，微丝排列疏散，部分微丝消失，微丝与基质融合[5]。这些观察结果与我们的观察结果相符。这表明序贯的生物化学特殊处理能软化和解聚细胞内的角化蛋白质，造成细胞结构松弛，在体内植入环境中，更易于通过酶学或细胞吞噬机制而达到降解。人工腱混合编制的构思不仅具有临床应用的可行性，并且具有形态学支持依据。
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基金项目：国家自然科学基金资助项目(39870382)
参考文献：
[1]黄凤鸣,等.人发肌腱的实验研究与临床应用[J].中华实验外科杂志，1988,3(8):28.
[2]邹云雯，王铁丹，等.人发角蛋白人工腱的临床应用[J].青岛医学院学报.1997.33(3):197-198.
[3]王铁丹.人工腱材料实验与临床[M].云南科技出版社，1996.
[4]王铁丹.人工腱材料的基础研究与临床应用[M].第一军医大学出版，1995.
[5]詹重万，肖开琪，陈年芳，等.正常人发的扫描电镜观察[J].解剖学报,1983,14(3):334.
[6]刘连璞，朴英杰,等.109HH人工腱的超微结构研究[M].第一军医大学学报,1994，14(3):160.
收稿日期：1999-06-02, 百拇医药