納米羥基磷灰石/羧甲基殼聚糖復(fù)合材料作為注射性軟組織填充劑的實(shí)驗(yàn)研究

[摘要]目的：通過納米羥基磷灰石/羧甲基殼聚糖（N-HA/CMCTS)復(fù)合生物材料制備注射性軟組織填充劑，初步了解其注入大鼠體內(nèi)后組織反應(yīng)、包膜形成、在體內(nèi)吸收及其對(duì)膠原生成的影響情況。方法：按預(yù)先設(shè)計(jì)制成3種不同比例的復(fù)合材料（羧甲基殼聚糖與納米羥基磷灰石的比例分別為1:1、4:6、3:7），分別標(biāo)記為A、B、C，另有一份生理鹽水標(biāo)記為D。64只wistar大鼠隨機(jī)分成4組，在四組大鼠背部左右兩側(cè)各設(shè)計(jì)一個(gè)圓形注射區(qū)，隨機(jī)取三組注射復(fù)合材料，第四組注射生理鹽水，每組所注射的復(fù)合材料也是隨機(jī)的。分別于第1、4、8、12周處死動(dòng)物切取標(biāo)本，行肉眼及組織學(xué)觀察。結(jié)果：復(fù)合材料植入?yún)^(qū)未見明顯排異反應(yīng)，A、B、C三組其他所有大鼠注射部位的皮膚稍有紅腫，無滲出，D組未見明顯的炎癥反應(yīng)，1～12周復(fù)合材料周圍未見明顯的纖維包膜形成，膠原生成逐漸增多，纖維細(xì)胞未見明顯異常。結(jié)論：納米羥基磷灰石/羧甲基殼聚糖（N-HA/CMCTS)復(fù)合生物材料有良好的組織相容性，無毒、無刺激性，吸收慢、可塑形并可促進(jìn)膠原分泌，有望成為一種新型的注射性軟組織填充劑應(yīng)用于整形美容領(lǐng)域。

[關(guān)鍵詞]米羥基磷灰石；羧甲基殼聚糖；注射；軟組織填充劑

[中圖分類號(hào)]R622Q813.1[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1008-6455（2011）06-0929-03

Experimental Study of Nano-hydroxyapatite /Carboxymethyl Chitosan composite on injectable soft tissue filler CAI Shu-yun1，GUO Qiu-ju2，GUO Wan-hou1，SHU Chang1，LI Chang-ju1，PAN Lu1，WANG Lin1

（1.Department of Plastic Surgery，The Affiliated Hospital，Hebei United university，Tangshan 063000，Hebei，China;2.Oral Department of Hebei United University)

Abstract:ObjectiveThe purpose of this study was to observe and evaluate the intracutaneous filling effect of Nano-hydroxyapatite /Carboxymethyl Chitosan composite( N-HA/CMCTS) as a new kind of soft tissue filling agent.MethodsN-HA and CMCTS were used to make three kinds of composite (A、B、C ) for different proportion (1:1、4:6、3:7)，and another material D is Physiological saline. Sixty-four wistar rats were divided into 4 groups.These different kinds of materials were injected randomly and subcutaneously on the back of each rat. At time points 1，4，8 and 12 weeks after injection，some of the rats were sacrificed to be evaluated with anatomy and histology.ResultsNo apparent reject reaction was found. A mild inflammatory infiltrate was found on the back of the other rats of A，B and C. Fiber tissue surrounding the composite was not pronounced，and the collagen became more and abnormal fiber cells were not found at 1～12 weeks postoperatively.ConclusionNano-hydroxyapatite /Carboxymethyl Chitosan composite has good histocompatibility and plasticity in vivo. It was not toxic and excitant. It was absorbed slowly and promoted collagen secretion. As such，this material may become a new kind of injectable soft tissue filling agent.

Key words: Nano-hydroxyapatite;Carboxymethyl Chitosan;injection; soft tissue filler

羥基磷灰石(hydroxyapatite， HA )是骨組織的主要成分，具有良好的生物相容性、生物活性，納米羥基磷灰石(N-HA ) 除了具有傳統(tǒng)HA 的特性外， 在理化性質(zhì)和生物學(xué)方面有更大的優(yōu)越性，有利于組織的結(jié)合[1-2]，但是單純的羥基磷灰石脆性大，塑形性差，很難降解限制了其應(yīng)用[3-4]。殼聚糖(chitosan， CS) 是一種天然可降解多糖，具有來源廣泛、無毒、無刺激性、生物可降解性、生物相容性、抗凝血性、促進(jìn)傷口愈合及防腐抗菌性能等特殊的醫(yī)用生物學(xué)特性[5-6]。羧甲基殼聚糖具有殼聚糖的所有優(yōu)點(diǎn)，也解決了殼聚糖只在弱酸性環(huán)境中溶解的缺點(diǎn)[7]。納米羥基磷灰石/羧甲基殼聚糖復(fù)合物是由納米羥基磷灰石與羧甲基殼聚糖按照不同的比例配制而成，本復(fù)合物已在骨組織工程中得到廣泛的應(yīng)用，除了有人用于修復(fù)牙周膜結(jié)締組織外還沒有作為軟組織填充材料的相關(guān)報(bào)道。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料：納米羥基磷灰石（N-HA）粉體購自南京埃普瑞納米材料有限公司，粒徑為40nm，純度為96%，羧甲基殼聚糖（CMCTS）購自浙江澳興生物科技有限公司，羧甲基取代度為88.9%，脫乙酰度為90%，將N-HA與CMCTS按照3種不同的比例（1:1、4:6、3:7）混合溶解在10ml無菌生理鹽水中，分別標(biāo)記為A、B、C，用醫(yī)用加速器6MV-X線照射滅菌，劑量率300cGy/分，單次照射為500cGy，另有一組無菌生理鹽水D。

1.2 方法：Spf級(jí)雄性wistar大鼠64只，體重均在250g左右。將64只大鼠隨機(jī)分成4組，每組16只，10%水合氯醛0.4ml/100g大鼠腹腔（經(jīng)消毒）注射麻醉后，常規(guī)背部左右兩側(cè)備皮，消毒，鋪巾。用5ml注射器于選好的三組大鼠背部左右兩側(cè)注射N-HA/CMCTS復(fù)合物，并將其注入到真皮深層，形成一直徑為2cm的圓形填充范圍并畫圈標(biāo)記，每只注射3ml，第四組相應(yīng)部位注射生理鹽水作為對(duì)照。前三個(gè)組所注射的復(fù)合物均是隨機(jī)分配，注射后對(duì)每個(gè)注射點(diǎn)消毒(圖1)。

1.3 觀察指標(biāo)

1.3.1 注射后一般情況觀察：大鼠的活動(dòng)及進(jìn)食情況，各注射部位皮膚外觀有無紅腫、滲液等炎癥反應(yīng)，各皮丘的變化情況。

1.3.2 組織學(xué)觀察：于注射后第1、4、8、12周四個(gè)時(shí)期每組隨機(jī)處死四只大鼠，切取注射部位的組織作為標(biāo)本，一部分行HE、Masson染色，光鏡下觀察注射部位周圍組織的炎癥反應(yīng)及膠原纖維的生成情況；另一部分透射電鏡觀察成纖維細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理：采用SPSS13.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。組間組內(nèi)對(duì)照采用重復(fù)測(cè)量資料的方差分析，P<0.05具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 材料的觀察：A、B、C三種材料都具有一定的粘稠度及流動(dòng)性，適合注射填充于面部及皮膚較淺層次的要求，可用5ml注射器注射填充（圖2）。

2.2 一般情況：注射1天后所有大鼠進(jìn)食、活動(dòng)正常，A、B、C三組大鼠左右兩側(cè)注射部位的皮膚隆起，D組皮丘消失；1周時(shí)，A、B、C三組注射部位皮膚均稍有紅腫，無滲出等其他炎性反應(yīng)，D組未見明顯異常反應(yīng)；4周時(shí)，注射復(fù)合物A、B、C 的大鼠皮丘都有不同程度的減小，A組減小的較其他組明顯，各組注射部位的皮膚無明顯炎癥反應(yīng)；8周時(shí)，各組大鼠注射部位表面隆起較4周時(shí)減小，觸之柔軟；12周時(shí)，A組大鼠注射部位皮丘消失變平，B、C組大鼠注射部位皮膚稍有隆起，觸之柔軟。

2.3 膠原分泌量：注射后1、4、8、12周A、B、C組與D組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；A、B、C三種材料分泌的膠原隨著時(shí)間的增加和N-HA濃度的增加而增多，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），見表1、圖8。

2.4組織學(xué)觀察：1周時(shí)，A、B、C三種材料與周圍組織界限清楚，其間有少量的炎性細(xì)胞浸潤，以中性粒細(xì)胞為主，并有少量的巨噬細(xì)胞，無明顯的纖維包膜形成（圖3），D組已吸收，未見明顯炎性細(xì)胞（圖4）；4周時(shí)，注射部位的炎性細(xì)胞已明顯減少，仍以中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞為主，A、B、C三組材料周圍有大量成纖維細(xì)胞增生及分泌的膠原，但 A組相對(duì)較少，C組較多，D組纖維細(xì)胞及膠原最少；8周時(shí)，注射部位已無明顯的炎性細(xì)胞浸潤，仍有較多的纖維細(xì)胞增生及分泌的膠原，三種復(fù)合物均有一部分被吸收，A材料吸收的最明顯；12周時(shí)，材料周圍未見明顯的纖維包膜形成，A材料已基本被吸收，B、C材料也有減少，材料的周圍被新生的成纖維細(xì)胞及分泌的膠原所取代（圖5）。

2.5 透射電鏡對(duì)成纖維細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的觀察：在透射電鏡下實(shí)驗(yàn)組成纖維細(xì)胞核大、核仁明顯、胞漿豐富，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)增大、增粗、排列規(guī)則，線粒體數(shù)量多、體積大、嵴突出（圖6、7）

3 討論

生物材料的替代治療是現(xiàn)代整形外科重要的治療手段之一。在各類生物材料中，可注射軟組織填充材料因其具有應(yīng)用廣泛、使用方便、操作簡(jiǎn)單、創(chuàng)傷小、恢復(fù)快、術(shù)后不留痕跡、美容效果立竿見影等優(yōu)點(diǎn)而倍受關(guān)注。

納米羥基磷灰石/羧甲基殼聚糖（N-HA/CMCTS)復(fù)合材料在骨組織工程中已得到廣泛的應(yīng)用[8]，大量研究表明納米羥基磷灰石具有良好的軟組織相容性。殼聚糖是幾丁質(zhì)部分脫乙?；彩乾F(xiàn)今所發(fā)現(xiàn)的唯一帶有正電荷的天然堿性多糖，具有多個(gè)可利用的活性基團(tuán)，并且殼聚糖與納米羥基磷灰石有很強(qiáng)的交互作用[9-10]。羧甲基殼聚糖是殼聚糖的水溶性形式，具備殼聚糖的所有優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)驗(yàn)以納米羥基磷灰石/羧甲基殼聚糖（N-HA/CM CTS)復(fù)合材料作為填充材料，以大鼠為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。在組織學(xué)反應(yīng)方面，第1、4周的組織切片有少量的炎性細(xì)胞浸潤，其他時(shí)段未見明顯炎性細(xì)胞，材料周圍無明顯纖維包膜形成，說明此復(fù)合物具有較好的組織相容性。第8周時(shí)，一部分材料被吸收。第12周時(shí)，A材料已基本被吸收，B、C也有吸收，填充部位可見纖維細(xì)胞及大量的膠原，說明材料可逐漸被巨噬細(xì)胞吞噬降解，其分泌的細(xì)胞因子可促進(jìn)成纖維細(xì)胞遷入、增值，從而促進(jìn)缺陷部位的組織增生。總之，N-HA/CMCTS復(fù)合物作為軟組織填充材料具有良好的生物相容性、生物降解性，并能促進(jìn)局部組織增生。填充部位表面平整，具有很好的填充效果。配制復(fù)合物時(shí)，如果N-HA比例太大復(fù)合物的脆性增加、流動(dòng)性增大，塑形性差；如果CMCTS比例太大復(fù)合物的吸收率大，影響填充效果，所以將N-HA與CMCTS按照3種不同的比例（1:1、4:6、3:7）配置而成，然而N-HA/CMCTS復(fù)合材料的配制比例怎樣才能達(dá)到最好的效果以及此應(yīng)用于臨床，還有待進(jìn)一步的研究。

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[收稿日期]2011-03-28[修回日期]2011-05-13

編輯/張惠娟

注：“本文中所涉及到的圖表、公式、注解等請(qǐng)以PDF格式閱讀”