王鑫,申傳安,趙東旭
(1.錦州醫(yī)科大學解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院培養(yǎng)基地,遼寧 錦州121001;2.解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院 燒傷整形科,北京 100048)
醫(yī)學生物的實驗研究一般由分子細胞生物研究到動物實驗,最終進入臨床實驗,其中動物實驗的研究通常是模擬人體實驗,是進行臨床實驗不可替代的準備環(huán)節(jié)[1]。在動物實驗研究中,大鼠具有經濟實惠、容易取得、抗病能力強、繁殖快、方便飼養(yǎng)等優(yōu)點,經常被作為醫(yī)學疾病實驗模型研究對象。創(chuàng)面組織修復研究領域有眾多關于大鼠創(chuàng)面模型的報道[2-3],然而嚙齒類動物深度創(chuàng)面的愈合方式主要靠皮膚收縮,與人類創(chuàng)面通過肉芽組織形成和表皮細胞再生的愈合機制不同[4]。另外,大鼠身體柔韌,可以舔咬自身創(chuàng)面,其創(chuàng)面敷料、移植皮片及縫合線容易被咬掉。既往研究應用胸骨鋼絲阻隔圈,避免皮膚攣縮和自咬現象影響創(chuàng)面實驗效果[5]。本實驗就具體的實驗操作細節(jié)再次進行深入探究。
選取健康成年的清潔級SD雌性大鼠24只,體重230~250 g,由解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院動物實驗室提供。隨機分為A、B、C組,每組8只。A組為傳統(tǒng)抗攣縮創(chuàng)面并進行植皮;B組為改良方法復制創(chuàng)面并進行植皮;C組為空白對照,為改良方法復制創(chuàng)面但不植皮。
采用直徑0.7 mm胸骨鋼絲制成3.6 cm×3.6 cm的鋼絲框,4號絲線,7號絲線,縫合針,手術器械。
實驗大鼠經腹腔注射3%戊巴比妥鈉(0.10~0.15 ml/100 g)麻醉,背部涂抹溫肥皂水,用剃刀刮毛,用Mark筆在背部畫邊長為3.6 cm的正方形。A組位置標記在背部近尾端(見圖1A);B組位置標記在背部近頭端(見圖1B);C組為空白對照,創(chuàng)面位置同B組,不進行植皮。碘伏消毒2遍,鋪無菌洞巾,用手術刀切開皮膚,剪下標記的正方形皮膚,創(chuàng)面暴露至深筋膜層,用生理鹽水紗布包裹所剪皮膚備用。另外,將3 cm×3 cm紗布用生理鹽水浸濕后,覆蓋創(chuàng)面進行保護。將滅菌的3.6 cm×3.6 cm鋼圈埋于創(chuàng)緣皮膚下。A組用4號絲線直接縫合一圈,縫針由皮膚外側穿透皮膚,由皮膚內側出針越過鋼絲,再從內側進針穿出皮膚,在外側打結剪線,即可將鋼圈固定,針距約6 mm(見圖2A)。B組用7號絲線改良縫合方法縫合鋼圈,先行單純固定鋼圈縫合(同A組),在完成打結固定后暫不剪線,越過創(chuàng)緣由內側再次進針,進針點在鋼圈外側,穿透皮膚后由外側出針,再次進行打結后剪線(見圖2B);C組縫合鋼圈同B組(見圖2C)。A、B組均縫合24針固定鋼圈。修剪所取皮膚的皮下組織并制成1∶6放大的MEEK微型皮片,剪下3.6 cm×3.6 cm粘貼有邊長為3 mm小皮片的MEEK縐紗,用生理鹽水浸濕后回植創(chuàng)面。用0號絲線在靠近4個角和中心部的無皮片區(qū)進行縫合,以固定縐紗。C組縫合鋼圈后不植皮,直接油紗覆蓋。3組最后用多層紗布覆蓋后再進行打包固定。術后每只大鼠腹腔注射10 ml生理鹽水補液,單籠飼養(yǎng)。
圖1 A、B組大鼠創(chuàng)面位置
圖2 3組大鼠創(chuàng)面抗攣縮框縫合效果
1.4.1 創(chuàng)面收縮情況 術后7、14和21 d對創(chuàng)面進行拍照,運用ImageJ Fiji圖像分析軟件測量創(chuàng)面面積,計算創(chuàng)面收縮率。創(chuàng)面收縮率=四周皮膚越過鋼圈生長面積/原創(chuàng)面面積×100%。
1.4.2 鋼圈脫出及線結脫落情況 術后21 d用ImageJ Fiji圖像分析軟件測量每只大鼠脫出的鋼絲圈長度,計數剩余線結數。
1.4.3 移植皮片生長情況 術后7、14和21 d觀察移植皮片存活及生長情況,計算術后21 d的MEEK皮片生長覆蓋創(chuàng)面面積。
數據分析采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件,計量資料以均數±標準差(±s)表示,比較用t檢驗、單因素方差分析或重復測量設計的方差分析,兩兩比較用LSD-t檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
A、B、C組術后7、14和21 d創(chuàng)面收縮率比較,采用重復測量設計的方差分析,結果:①不同時間點創(chuàng)面收縮率有差別(F=121.668,P=0.000);②3組創(chuàng)面收縮率有差別(F=8.685,P=0.002),A組較B組創(chuàng)面收縮率高(P<0.05),相對容易收縮;B組與C組的創(chuàng)面收縮率比較,差異無統(tǒng)計學(P>0.05);③3組創(chuàng)面收縮率變化趨勢有差別(F=7.408,P=0.000)。見附表和圖3。
2.2.1 鋼圈脫出 術后21 d,A組大鼠鋼圈脫出嚴重,鋼絲脫出總長度35 cm;B組鋼圈基本保持原位,少量邊角脫出,鋼絲脫出總長度16 cm;C組情況與B組相似,鋼絲脫出總長度13 cm。
附表 3組大鼠各時間點創(chuàng)面收縮率比較(n =8,%,±s)
附表 3組大鼠各時間點創(chuàng)面收縮率比較(n =8,%,±s)
A組 11.7±5.8 27.4±4.4 58.2±14.7 B 組 8.5±2.5 27.0±9.2 37.2±8.0
圖3 3組大鼠創(chuàng)面收縮率變化趨勢 (n =8)
2.2.2 線結脫落 A組線結大量脫落,剩余線結(8.4±8.3)個;B組少許線結脫落,剩余線結(17.4±6.1個),C組剩余線結(20.0±4.8)個。3組剩余線結數比較,經方差分析,差異有統(tǒng)計學意義(F=6.864,P=0.005)。進一步兩兩比較經LSD-t檢驗,A組剩余線結數低于B、C組(P<0.05);B組與C組剩余線結數比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。
術后7 d,A、B組皮片成活(見圖4A、5A)。術后14 d,A組皮片無明顯生長,B組皮片生長良好(見圖4B、5B)。術后21 d,A組皮片仍無生長,部分大鼠皮片被咬掉脫落,殘余移植皮片覆蓋創(chuàng)面,面積(1.9±0.5)cm2(見圖4C);B組移植皮片進一步生長,逐漸覆蓋部分創(chuàng)面,面積(4.5±0.4)cm2(見圖5C),經獨立樣本t檢驗,差異有統(tǒng)計學意義(t=4.033,P=0.001),B組覆蓋創(chuàng)面面積大于A組。C組為空白對照,未進行植皮,創(chuàng)面呈肉芽組織狀態(tài)(見圖6)。
圖4 A組術后各時間點移植皮片生長情況
圖5 B組術后各時間點移植皮片生長情況
圖6 C組術后各時間點創(chuàng)面修復情況
創(chuàng)傷修復實驗動物模型常用的動物有大鼠、小型豬、兔等[6-7]。大鼠具有體型小、飼養(yǎng)方便、繁殖快、價格相對較低等優(yōu)點,因而成為最常用的實驗動物。有多種在大鼠背部皮膚復制全層缺損模型的方法:余剛等[8]提出C形阻隔圈;張穎等[9]應用硅膠環(huán)來固定創(chuàng)面;柴政[10]將塑料環(huán)植入大鼠背部皮膚缺損,以復制慢性皮膚潰瘍創(chuàng)面模型;王如然等[11]用直接打孔的方式在大鼠背部復制潰瘍創(chuàng)面,各種方法均有優(yōu)缺點。尚玉茹等[5]利用胸骨鋼絲固定創(chuàng)緣,復制抗攣縮創(chuàng)面模型。采用移植異體皮覆蓋創(chuàng)面,移植后的異體皮可以在創(chuàng)面存活生長,存活的異體皮具有占位效應,一定程度減小四周創(chuàng)緣的攣縮。3周后異體皮因排異反應脫落,創(chuàng)面開始出現明顯攣縮。本實驗基于上述研究結果,對創(chuàng)面的復制過程進一步細化研究。本實驗采用MEEK植皮技術所移植皮片可以存活,但每個微型皮片面積較小,皮片間有一定距離。與空白對照組創(chuàng)面邊緣收縮情況比較,MEEK植皮在術后3周不會因為皮片的成活而產生占位效應,進而抑制創(chuàng)緣向中心收縮。術后1周,3組大鼠創(chuàng)緣四周出現收縮趨勢,隨時間推移進一步收縮;術后3周明顯攣縮,A組收縮最嚴重,B、C組大鼠收縮程度較A組輕。結果表明,B、C組采用的改良方法對無異體皮覆蓋的全層損傷創(chuàng)面有提高抗攣縮的效果。
本研究通過改良復制創(chuàng)面的位置和縫合方法,有效地提高全層皮膚缺損抗攣縮模型的穩(wěn)定性。動物實驗中大鼠的依從性差,通常會自咬、自舔創(chuàng)面,改變創(chuàng)面位置可以有效避免此類情況發(fā)生,為創(chuàng)面的生長消除不利因素。術后3周,B組皮片生長情況優(yōu)于A組,表明改良方法有利于植皮修復實驗的進行。大鼠在自咬打包敷料及縫線時,可能造成鋼圈脫落。鋼圈脫落有2種方式:脫出體外和脫出線結但仍在皮下,2種方式脫出的鋼圈均不能發(fā)揮抗攣縮作用。鋼圈脫落的另一種原因是因為皮膚攣縮而掙脫線結。更換較粗縫線提高縫線的強度和改變縫合方式,將鋼圈更加牢靠地固定于皮下,能有效避免縫線和鋼圈脫落,起到抗攣縮作用。
復制合適的大鼠創(chuàng)面模型與植皮修復創(chuàng)面的療效關系密切[12]。對復制創(chuàng)面模型的細節(jié)進行深入探究,更有利于實際操作。成熟的復制動物模型技術可為創(chuàng)面修復實驗順利進行提供便利。