凝膠注射兔耳行軟組織增量的效果評價

劉淑英　徐平平

(南方醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院　廣東省口腔醫(yī)院，廣東　廣州　510280)

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凝膠注射兔耳行軟組織增量的效果評價

劉淑英徐平平

(南方醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院廣東省口腔醫(yī)院，廣東廣州510280)

〔摘要〕目的對凝膠注射于兔耳行軟組織增量的效果進(jìn)行量化評價。方法在兔耳上分別注射透明質(zhì)酸鈉凝膠0.05 ml、0.10 ml及0.15 ml，每組6個樣本，用三維輪廓掃描儀掃描建模后測量注射區(qū)軟組織增量的體積，并在注射區(qū)的矢狀剖面上測量記錄軟組織增量的高度。結(jié)果注射量0.05 ml、0.10 ml及0.15 ml 的樣本軟組織增量體積均值分別為57.277 mm3、106.785 mm3和129.686 mm3，軟組織增量高度的均值分別為2.300 mm、2.797 mm和2.890 mm。結(jié)論應(yīng)用兔耳作為注射型軟組織填充材料研究動物模型時，0.05～0.10 ml是一個適當(dāng)?shù)淖⑸淞糠秶?/p>

〔關(guān)鍵詞〕軟組織增量；面部年輕化；三維重建

第一作者：劉淑英(1989-)，女，在讀碩士，主要從事口腔頜面外科研究。

面部皮膚松弛下垂、皺紋形成是機(jī)體衰老的常見表現(xiàn)，而注射美容是面部年輕化的重要手段〔1〕。注射美容軟組織填充材料種類繁多〔2〕，按照其是否可被機(jī)體吸可分為不可吸收性材料和可吸收性材料，其中可吸收性材料一直是本領(lǐng)域研究的熱點。軟組織增量效果評價是組織填充材料研究的一個重要方面，然而，傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)平面攝影有其二維局限性，不能定量地測量注射填充區(qū)軟組織增量的變化〔3〕。本研究在兔耳真皮下注射凝膠填充物后使用三維輪廓掃描儀掃描，并對注射區(qū)域的矢狀剖面進(jìn)行分析，以探究注射美容軟組織增量的效果。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1實驗動物3只新西蘭兔，雌雄不限，體重1.7～2 kg，日齡70～90 d，由廣東省醫(yī)學(xué)實驗動物中心提供。

1.1.2實驗儀器三維光學(xué)掃描系統(tǒng)(VR3100形狀輪廓測量儀，日本基恩士公司)；供分析軟件用電子計算機(jī)(E6530，DELL公司)；冰凍切片機(jī)(德國徠卡公司)；數(shù)碼相機(jī)(COOLPIXS210，日本尼康公司)；游標(biāo)卡尺(上海申菱卡尺公司)。

1.1.3主要試劑醫(yī)用透明質(zhì)酸鈉凝膠(上海建華精細(xì)生物制品有限公司)；OCT冷凍包埋劑(日本Sakura Finetek公司)。

1.2方法

1.2.1動物建模經(jīng)耳緣靜脈使用空氣栓塞法處死實驗兔，在每只兔耳背部選擇3個注射區(qū)域，設(shè)定成0.05、0.10、0.15 ml組，每組6個樣本，分別注射醫(yī)用透明質(zhì)酸鈉凝膠0.05、0.10、0.15 ml，注射層次為兔耳真皮與軟骨之間。注射后可見兔耳注射區(qū)域有明顯的皮膚隆起，以皮膚隆起的邊緣外4 mm的組織為界，切取包括軟骨在內(nèi)的兔耳全層，見圖1。

圖1　兔耳注射區(qū)域

1.2.2注射區(qū)域組織增量體積的測量使用三維輪廓掃描儀對標(biāo)本進(jìn)行掃描及建模，掃描時測量視野上方平面下0.05 mm作為標(biāo)準(zhǔn)焦平面，以確保測量視野內(nèi)的標(biāo)本均在測量景深內(nèi)，掃描建模，見圖2，每個標(biāo)本掃描時間約為5 s。建模后使用專用分析程序打開模型檔案文件，在標(biāo)本的掃描區(qū)域內(nèi)根據(jù)注射區(qū)隆起的邊緣，使用體積面積測量工具的凸面測量模式測量所選取注射區(qū)的凸起體積，視為該區(qū)由注射引起的組織增量體積，見圖3。

圖2　以高度信息為基礎(chǔ)的標(biāo)本立體模型

圖3　選擇由注射引起的組織增量區(qū)域

1.2.3注射區(qū)域的矢狀剖面觀察使用游標(biāo)卡尺確定兔耳注射區(qū)的最高點后標(biāo)記，標(biāo)本-20℃過夜，在-20℃環(huán)境中使用OCT包埋劑包埋標(biāo)本，切片，達(dá)到兔耳注射區(qū)最高點為止。在標(biāo)本矢狀剖面使用游標(biāo)卡尺測量注射區(qū)組織增量最高點到軟骨表面的距離，記為注射區(qū)組織增量高度，見圖4。

圖4　注射區(qū)域的矢狀剖面圖

1.3統(tǒng)計學(xué)方法采用SPSS20軟件行直線回歸與相關(guān)分析、單樣本t檢驗、多個獨立樣本非參數(shù)檢驗及單因素方差分析。

2結(jié)果

2.1各注射區(qū)域組織增量后體積變化情況0.05 ml、0.10 ml及0.15 ml注射區(qū)組織增量體積分別為(57.277±9.772)mm3、(106.785±10.568)mm3和(129.686±28.896)mm3。3組注射區(qū)域組織增量與注射量的相關(guān)系數(shù)r=0.852，P<0.05；0.05 ml組與0.10 ml組注射區(qū)域組織增量與注射量的相關(guān)系數(shù)r=0.936，P<0.05。進(jìn)一步回歸分析顯示，3組注射區(qū)域組織增量(Y)與注射量(X)具有直線回歸關(guān)系，Y=0.724X+25.507，回歸系數(shù)為0.724(t=6.521，P<0.05)；方程檢驗有統(tǒng)計學(xué)意義(F=42.522，P<0.05)，調(diào)整決定系數(shù)R2=0.710。0.05 ml組與0.10 ml組注射區(qū)域組織增量(Y)與注射量(X)具有直線回歸關(guān)系，Y=0.990X+7.769，回歸系數(shù)為0.990(t=8.425，P<0.05)，回歸直線成立，方程檢驗有統(tǒng)計學(xué)意義(F=70.895，P<0.05)，調(diào)整決定系數(shù)R2=0.864。

2.2各注射區(qū)域組織增量后高度變化情況0.05 ml、0.10 ml及0.15 ml組的組織增量高度分別為(2.300±0.182)mm、(2.797±0.279)mm和(2.890±0.411)mm。0.05 ml組的組織增量高度分別與0.10 ml組、0.15 ml組比較有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)。注射量由0.05 ml增加到0.10 ml時，組織增量高度隨注射量的增加而增加；0.10 ml組與0.15 ml組比較，組織增量的高度無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。

3討論

機(jī)體衰老，人體表面的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生老化、松弛及萎縮等改變，真皮中的彈性纖維變性、膠原合成減少，皮膚松弛下垂，皺紋形成〔4〕，面部比例發(fā)生改變〔5〕，面容衰老。隨著整形美容外科的蓬勃發(fā)展，面部年輕化是醫(yī)學(xué)美容界廣泛重視的領(lǐng)域，其中注射美容術(shù)是實現(xiàn)面部年輕化的一個重要技術(shù)，具有創(chuàng)傷小、恢復(fù)時間短、并發(fā)癥少等優(yōu)點，是目前整形外科臨床技術(shù)發(fā)展的趨勢之一〔6〕。注射美容是將可注射材料直接注射于人體特定部位，使人體的容貌或體形有所改觀，增進(jìn)容貌美的同時改善功能〔7〕。注射用軟組織填充材料的發(fā)展推動注射美容術(shù)的進(jìn)步，是現(xiàn)今美容醫(yī)學(xué)的研究熱點〔8〕。不可吸收性組織填充材料在應(yīng)用過程中存在著易形成過敏、異物肉芽腫等并發(fā)癥〔9〕，因而可吸收性材料在臨床上使用的更為廣泛。但隨著時間推移，可吸收性組織填充材料會逐漸被機(jī)體吸收、降解，填充材料的軟組織增量效果發(fā)生變化。在進(jìn)行填充材料性質(zhì)研究時，精確定量地測量填充區(qū)軟組織增量的變化十分重要。

3.1動物模型的選擇目前，有很多動物模型被應(yīng)用于軟組織填充材料研究，如裸鼠頭部〔10〕、大鼠背部〔11〕、兔子唇部〔12〕、豬的咽后部〔13〕及兔耳等〔14，15〕。兔耳的主要組織結(jié)構(gòu)包括表皮、皮下組織和軟骨，其中皮下組織主要成分為纖維組織，疏松結(jié)締組織和脂肪很少，注射填充材料后不會輕易發(fā)生位移。因此，建立在兔耳上的注射區(qū)具有容易觀察、便于測量分析的優(yōu)點，在軟組織填充材料研究中被較多采用。

3.2軟組織增量的測試方法將組織填充材料應(yīng)用于軟組織增量后，組織增量體積的測量計算存在一定困難。有學(xué)者通過B超及游標(biāo)卡尺聯(lián)合測量移植物的縱徑、橫徑和厚度以計算移植物體積〔15〕。Chung等〔10〕把人類脂肪注射在裸鼠頭顱上，通過Micro-CT掃描，利用脂肪與周圍組織掃描閾值的不同來區(qū)分并測量移植在裸鼠頭顱上脂肪體積的大小。然而，無論是直接測量法還是影像測量法都沒有做到直觀完全地反映注射區(qū)域軟組織增量的變化。

本研究采用體積輪廓掃描儀，儀器配備三重大口徑遠(yuǎn)心鏡頭共用為投影鏡頭和受光鏡頭，受光鏡頭通過偵測投影鏡頭投射在目標(biāo)物體上條紋光線的擴(kuò)散反射，經(jīng)三角測距算法運算得出各點的高度及位置〔16〕，對標(biāo)本進(jìn)行掃描建模后，通過計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及三維重構(gòu)，經(jīng)過運算，計算機(jī)可以顯示標(biāo)本任意方向旋轉(zhuǎn)、以高度信息為基礎(chǔ)三維立體模型，直接從軟件掃描重建后模型上選擇組織增量的區(qū)域并進(jìn)行計算分析，測量結(jié)果相對直觀可靠。

3.3兔耳注射模型的注射量問題本實驗提示，使用輪廓掃描儀對兔耳注射區(qū)域掃描建模后計算注射填充后的軟組織增量體積具有一定的可行性，可以直觀反映軟組織填充后效果。

從組織增量體積值與注射量的相關(guān)分析中可以看到，注射量增加，移植區(qū)域組織增量增加。注射區(qū)域內(nèi)軟組織增量體積的變化有71%是可以由注射量的變化引起的。而當(dāng)剔除0.15 ml組后，注射區(qū)域內(nèi)軟組織增量體積的變化有86.4%是可以由注射量的變化引起的?？梢?，在剔除較大注射量0.15 ml組后，組織增量與注射量相關(guān)程度增高，組織增量的變化受注射量變化的影響增大。可能由于兔耳組織較為致密，皮膚與軟骨間存在張力，在不對兔耳皮膚與軟骨進(jìn)行預(yù)剝離的前提下，隨著注射量的增加，注射區(qū)域內(nèi)部壓力增大，注射填充物受周圍增大的壓力影響，注射區(qū)域內(nèi)組織增量的體積增加受限制，因而，注射量0.15 ml組出現(xiàn)組織增量體積均值低于注射量。另外，注射量增加后，凝膠填充物更容易由注射孔外溢，也會造成在注射量0.15 ml組出現(xiàn)組織增量體積均值與注射量相差較多。由此提示，在兔耳的移植區(qū)域不進(jìn)行預(yù)剝離建立可注射軟組織填充材料模型時，注射量設(shè)在0.05～0.10 ml范圍內(nèi)時更接近由注射量引起的軟組織增量體積變化。在剔除0.15 ml組后尚有13.6%不能用注射量的變化來解釋，可能與兔子耳朵厚薄不均一、注射區(qū)內(nèi)軟組織增量的區(qū)域確定有偏差等因素有關(guān)。

為觀察經(jīng)過組織標(biāo)本內(nèi)注射區(qū)域最高點的矢狀剖面觀，本次研究采取在-20℃環(huán)境下使用OCT冷凍包埋劑對標(biāo)本包埋后切割，減少了注射區(qū)域內(nèi)凝膠填充物的擠壓變形，以保證剖面觀的凝膠填充物保持原有形態(tài)。從剖面觀上觀察凝膠填充物位于兔耳表皮與軟骨之間，呈開口朝向軟骨面類拋物線形狀，中心高，向兩邊緩緩下降。注射量由0.05 ml增加到0.10 ml時，組織增量高度隨注射量的增加而增加，但是當(dāng)注射量由0.10 ml增加到0.15 ml時，組織增量高度不再隨著注射量的增加而增加。這是由于，兔耳皮膚與軟骨之間存在的組織張力，在注射量增加的同時注射區(qū)域內(nèi)壓應(yīng)力也相應(yīng)增加。當(dāng)注射量達(dá)到一定的閾值(0.10 ml)時，組織增量的高度增加受到限制，增加注射量，組織增量的高度也不再發(fā)生明顯變化，凝膠樣的填充物將由注射區(qū)的最高點向四周擴(kuò)散，從剖面冠上表現(xiàn)為類拋物線變得平緩、開口變寬。從組織增量的高度來看，在不采取預(yù)剝離手段時，0.05～0.10 ml是在兔耳上建立注射型軟組織填充材料的一個適當(dāng)注射量范圍，這與本研究中對軟組織增量體積分析時得出的注射量范圍一致。

4參考文獻(xiàn)

1Donofrio L，Weinkle S.The third dimension in facial rejuvenation：a review〔J〕.J Cosmet Dermatol，2006；5(4)：277-83.

2Glogau RG.Fillers：from the past to the future〔J〕.Semin Cutan Med Surg，2012；31(2)：78-87.

3Meier JD，Glasgold RA，Glasgold MJ.3D photography in the objective analysis of volume augmentation including fat augmentation and dermal fillers〔J〕.Facial Plast Surg Clin North Am，2011；19(4)：725-35.

4Yaar M，Gilchrest BA.Skin aging：postulated mechanisms and consequent changes in structure and function〔J〕.Clin Geriatr Med，2001；17(4)：617-30.

5曹芳，王臻，戴靜桃.年輕漢族女性面部比例的測量與評估〔J〕.廣東牙病防治，2015；23(2)：84-6.

6Afrooz PN，Pozner JN，Dibernardo BE.Noninvasive and minimally invasive techniques in body contouring〔J〕.Clin Plast Surg，2014；41(4)：789-804.

7上官文松.軟組織注射美容材料應(yīng)用進(jìn)展〔J〕.西部醫(yī)學(xué)，2012；24(12)：2439-41.

8Rhee SM，You HJ，Han SK.Injectable tissue-engineered soft tissue for tissue augmentation〔J〕.J Korean Med Sci，2014；29(Suppl 3)：S170-5.

9李薈元.軟組織充填材料在美容外科應(yīng)用的國外進(jìn)展〔J〕.中國美容醫(yī)學(xué)，2003；12(1)：106-9.

10Chung MT，Hyun JS，Lo DD，etal.Micro-computed tomography evaluation of human fat grafts in nude mice〔J〕.Tissue Eng Part C Methods，2013；19(3)：227-32.

11Alghoul M，Mendiola A，Seth R，etal.The effect of hyaluronan hydrogel on fat graft survival〔J〕.Aesthet Surg J，2012；32(5)：622-33.

12Brucker M，Sati S，Spangenberger A，etal.Long-term fate of transplanted autologous fat in a novel rabbit facial model〔J〕.Plast Reconstr Surg，2008；122(3)：749-54.

13Wise JB，Cabiling D，Yan D，etal.Submucosal injection of micronized acellular dermal matrix：analysis of biocompatibility and durability〔J〕.Plast Reconstr Surg，2007；120(5)：1156-60.

14Eppley BL.Experimental assessment of the revascularization of a cellular human dermis for soft-tissue augmentation〔J〕.Plast Reconstr Surg，2001；107(3)：757-62.

15譚新穎，張海霞，劉斌，等.可注射自體脂肪組織移植動物模型的建立〔J〕.實用口腔醫(yī)學(xué)雜志，2011；27(2)：159-63.

16羅子源，唐亮，許晶晶，等.采用體積輪廓掃描儀直接測量口腔印模材料的尺寸變化率〔J〕.實用口腔醫(yī)學(xué)雜志，2015；31(1)：27-31.

〔2015-11-12修回〕

(編輯李相軍)

Evaluation of the tissue augmentation in the rabbit ear after the injection of gel fillings

LIU Shu-Ying,XU Ping-Ping.

Guangdong Provincial Stomatological Hospital,Affiliated Stomatological Hospital to Southern Medical University,Guangzhou 510280,Guangdong,China

【Abstract】ObjectiveTo quantify the tissue augmentation in the rabbit ear after the injection of gel fillings.MethodsThe ears of rabbits were injected with gel fillings in a volume of 0.05,0.10,0.15 ml,and each group of 6 samples.The volumes of the tissue augmentation in the graft sites were detected by 3D optical scanner.The heights of the tissue augmentation in the sagittal sections were measured.ResultsThe mean volumes of the tissue augmentation with injection of 0.05,0.10,0.15 ml were 57.277 mm3,106.785 mm3 and 129.686 mm3,and the mean heights were 2.300 mm,2.797 mm,2.890 mm,respectively.Conclusions0.05~0.10 ml is an optimal injection volume range to evaluate the tissue augmentation in the rabbit ear after the injection of gel fillings.

【Key words】Soft tissue augmentation；Facial rejuvenation；Three dimensional reconstruction

通訊作者：徐平平(1971-)，男，主任醫(yī)師，博士生導(dǎo)師，主要從事口腔頜面外科研究。

基金項目：國家自然科學(xué)基金資助項目(81271187)；廣東省科技計劃項目(2014A020212239)

〔中圖分類號〕R6

〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕A

〔文章編號〕1005-9202(2016)04-0777-03；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.04.004