王孟冬 黃志純 顧建興 孫寶賓 馮旭
外耳道閉鎖(包括伴隨的中耳及耳廓畸形)是臨床上導致傳導性聽力障礙的常見原因之一。雖然國內外耳科學者采用了外耳道薄層皮瓣或中厚皮瓣植皮、明膠海綿或碘仿紗條填塞及硅膠管擴張、瘢痕形成后局部類固醇激素注射等方法,都不能完全阻止新造外耳道的再狹窄。其重要原因之一是傳統(tǒng)擴張材料如硅膠管等壓力不均勻、不易固定、易繼發(fā)感染等最終導致治療失敗。鎳鈦記憶合金支架具有優(yōu)良的生物相容性,耐腐蝕,長期使用無毒副作用,具有超彈性,可通過植入裝置植入比本身更狹窄的管腔,不僅可以產(chǎn)生更大的壓力,同時也有良好的固定效果[1,2]。因此,鎳鈦記憶合金支架在臨床上已逐步取代了不銹鋼及其他成分的擴張材料,成為治療人體各種腔道狹窄的首選材料。為了探討使用鎳鈦記憶合金支架治療外耳道狹窄的可行性,本研究分別應用鎳鈦記憶合金支架和硅膠管治療兔外耳道瘢痕狹窄,并比較其療效,現(xiàn)報告如下。
1.1實驗動物的選擇和分組 16只外耳道瘢痕狹窄的新西蘭大白兔動物模型[3],兩組兔外耳道瘢痕狹窄的直徑差異無統(tǒng)計學意義。年齡2~3歲,性別不限,隨機分為植皮組與不植皮組,每組各8只16耳,采用自身對照的方法進行研究,各組在兔的雙側外耳道分別植入鎳鈦記憶合金支架和硅膠管。
1.2置入材料 硅膠管的選擇:普通白色硅膠管,外徑6 mm,內徑4 mm,購自南京晚晴公司,每節(jié)硅膠管長度為20 mm。鎳鈦記憶合金支架植入器的研制:支架材料由本研究小組與南京微創(chuàng)醫(yī)學科技有限公司共同合作,采用通過國家鑒定并在臨床使用的鎳鈦記憶合金初步研制出適合外耳道狹窄使用的鎳鈦記憶合金支架(以下簡稱“支架”),長20 mm,外徑6 mm,外覆硅膠膜,上有12個直徑1 mm的微孔,便于外耳道分泌物的排出。
1.3置入方法 不植皮組:動物0.6%戊巴比妥那(4 ml/kg)全身麻醉后將支架壓入置入器外管,插入內芯送至置入器最前端,按刻度指示送至距外耳道口2 cm處,固定置入器內芯并撤出外管,支架自然膨脹固定。將硅膠管置入同一兔的另一側外耳道后固定,肌肉注射青霉素40萬單位/次,2次/日,預防感染。植皮組:同法麻醉動物后,切除少量外耳道瘢痕組織,暴露新鮮創(chuàng)面,于兔耳廓腹側避開較大血管,切取長條形皮膚長約2 cm,寬約1 cm,深達軟骨面,熱燒灼止血,外涂0.5%金霉素眼膏。將所取皮膚按不同個體卷成不同直徑的皮瓣,前后對稱各選2點縫合后再縫合于兔耳根部皮膚上。同法固定支架及硅膠管,并肌肉注射青霉素預防感染。
1.4觀察指標與方法
1.4.1大體觀察外耳道直徑 植皮組在支架置入后第5、15、30、60天時,臨時取出擴張管,用耳內窺鏡觀察實驗動物外耳道分泌物及鼓膜情況,游標卡尺分別測量雙側外耳道直徑大小。
1.4.2HE染色觀察成纖維細胞 不植皮組在支架和硅膠管置入后第5、15、30、60天時,臨時取出雙側外耳道的擴張管,分別取雙側外耳道瘢痕組織行HE染色,觀察瘢痕中成纖維細胞增生情況。在400倍的視野下,觀察6個視野的成纖維細胞的數(shù)量,取平均值。
1.4.3RT-PCR檢測TGFβ1表達 不植皮組在支架和硅膠管置入后第5、15、30、60天分別取雙側外耳道瘢痕組織,提取RNA,與β肌動蛋白(βactin)一起行RT-PCR,使用ImageMasterVDS圖像分析儀進行掃描攝像保存,用Total lab軟件分析圖譜并將TGFβ1/βactin比值作為半定量數(shù)值觀察瘢痕中TGFβ1的表達情況。
1.5統(tǒng)計學方法 采用SPSS12統(tǒng)計軟件,組內比較采用配對t檢驗。
2.1大體觀察外耳道直徑 2月后植皮組取出擴張材料,鎳鈦記憶合金支架側外耳道植皮表面除有淺表的網(wǎng)狀壓痕外皮膚表面光滑;硅膠管側外耳道植皮部分皮膚有皺縮;兩側植入后各時間點外耳道的直徑均增大,鎳鈦記憶合金支架側外耳道直徑較硅膠管側增大明顯,差異有統(tǒng)計學意義(表1)。隨著時間的延長,兩側外耳道直徑增大越明顯,除30天外,各時間點差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。
2.2HE染色 不植皮組鎳鈦記憶合金支架側和硅膠管側置入后各時間點外耳道瘢痕組織中成纖維細胞數(shù)均逐漸下降,除30天外,各時間點差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。在同一時間點,鎳鈦記憶合金支架側外耳道瘢痕中成纖維細胞數(shù)量較硅膠管側明顯減少,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)(表2)。
2.3RT-PCR檢測 不植皮組鎳鈦記憶合金支架和硅膠管置入后各時間點所取瘢痕組織中的TGFβ1mRNA/β-actin比值均下降,除術后30天外,各時間點差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05);同一時間點鎳鈦記憶合金支架側瘢痕中TGFβ1mRNA/β-actin比值較硅膠管側明顯降低,差異有統(tǒng)統(tǒng)計學意義(P<0.05)(表2)。
人外耳道閉鎖術后再狹窄主要是由于創(chuàng)傷修復過程中瘢痕組織中成纖維細胞增生活躍,細胞外基質過度沉積所致[4]。TGFβ1是一種多功能細胞因子,在細胞外基質合成和重塑方面起到關鍵的作用,同時參與了成纖維細胞的凋亡過程,是組織損傷的上調基因,其作用貫穿于創(chuàng)傷愈合過程的始終[5]。因此,本實驗選用TGFβ1作為瘢痕增生的檢測指標,由于RT-PCR檢測TGFβ1為半定量方法,故采用同時測量內參β-actin并計算比值的方法確定TGFβ1相對值以便于比較。
表1 植皮組鎳鈦記憶合金支架側與硅膠管側術后不同時間兔外耳道直徑變化比較(n=8耳)
注:*與硅膠管側同一時間點比較,P<0.05
表2 不植皮組鎳鈦記憶合金支架側與硅膠管側各時間點瘢痕組織中成纖維細胞的數(shù)量(個)和TGFβ1mRNA/β-actin比值(n=8耳)
注:*與硅膠管側同一時間點比較,P<0.05
增生性瘢痕的治療方法很多,如硅膠膜、注射類固醇激素、加壓治療等[6],加壓療法是所有非侵入療法中最有效和應用最廣泛的方法之一。李世榮等[7]報道加壓能抑制瘢痕組織增生的機理可能是:①壓力造成瘢痕組織相對缺血,使螺旋狀膠原重新排列,組織二氧化碳分壓升高,氧分壓降低,血管數(shù)量減少,水腫減輕;②壓力使血管內皮細胞退變,使血管壁損傷加重,造成組織缺血,抑制了瘢痕增生;③缺氧狀態(tài)下細胞內氧分壓降低,線粒體的功能減退甚至停止,同時發(fā)生形態(tài)學改變,如線粒體腫脹、空泡變性等,導致承擔細胞生物氧化作用的線粒體不能在氧化磷酸化過程中釋放能量,致使成纖維細胞的增生受到抑制,最后發(fā)生變性壞死,使生成膠原纖維和基質的能力降低,從而抑制了瘢痕增生。治療開始時間越早,持續(xù)的時間越長,其預防和治療效果越好[8~10]。
使用硅膠管等材料進行加壓擴張,防治外耳道再狹窄,存在以下不足:①硅膠管管壁厚、無彈性,難以與外耳道形狀相吻合,對外耳道植皮壓力分布不均勻,影響外耳道植皮存活;②不易固定、易脫出;③管壁無縫隙,妨礙了外耳道創(chuàng)面滲液的排出并影響耳內滴藥的療效,術后易繼發(fā)感染。
鎳鈦記憶合金支架具有獨特的形狀記憶性能和超彈性,可以通過低溫或物理方法將支架縮小口徑,通過原來難以經(jīng)過或不能到達的部位,然后利用溫度或超彈性使支架自然膨脹,達到使狹窄管腔擴大的目的。研究表明鎳鈦記憶合金支架具有良好的力學性能及優(yōu)良的生物相容性和耐腐蝕性,是一種理想的醫(yī)用生物材料[2]。
本課題組與南京微創(chuàng)醫(yī)學科技有限公司合作,設計了供實驗用的鎳鈦記憶合金支架,該支架具有以下特點:①支架直徑適合外耳道大小,有彈性,可彎曲,具有超彈性,植入后對外耳道植皮壓力分布較均勻,利于植皮存活;②支架呈網(wǎng)格狀,外覆帶微孔的被膜,便于外耳道創(chuàng)面分泌物的排出和耳內滴藥;③研制配套的支架植入設備,使支架容易放置及取出;④支架易固定、不易脫出。本實驗顯示支架側外耳道瘢痕組織中成纖維細胞的數(shù)量明顯少于硅膠管側,去除擴張物后支架側的外耳道直徑明顯大于硅膠管側,且植皮生長良好,無感染及再狹窄發(fā)生,說明鎳鈦記憶合金支架對兔外耳道瘢痕組織中成纖維細胞的增生有更明顯的抑制作用,能有效地抑制外耳道中瘢痕組織的增生。這可能是由于鎳鈦記憶合金支架對外耳道的壓力比硅膠管更大且更均勻的緣故。亦提示TGFβ1可以作為判斷瘢痕增生程度的一項輔助指標,從而證實了鎳鈦記憶合金支架的優(yōu)越性。
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