王承煜, 范亞偉, 王玨
1.山西醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院·口腔醫(yī)院,山西 太原(030000); 2.山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院口腔科,山西 太原(030000)
隨著對口腔種植技術(shù)的深入研究,研究者發(fā)現(xiàn)當(dāng)種植術(shù)區(qū)具有充足的軟組織量時(shí)才能保證良好的生物學(xué)封閉,減少種植體周圍炎的發(fā)生[1]。目前,修復(fù)口腔黏膜缺損的方法有很多,然而判斷軟組織增量效果的金標(biāo)準(zhǔn)仍然是自體結(jié)締組織移植[2],但其創(chuàng)傷較大、易發(fā)生感染且需要開辟第二術(shù)區(qū),不易被患者接受。隨著生物科技的進(jìn)步和發(fā)展,生物膜性材料逐步發(fā)展并成為臨床中常用的軟組織修復(fù)材料,其中富血小板纖維蛋白(plate?let rich fibrin,PRF)和脫細(xì)胞真皮基質(zhì)(acellular dermal matrix,ADM)在臨床上應(yīng)用較多,但目前兩種修復(fù)材料增量技術(shù)比較相關(guān)研究較少[3]。本實(shí)驗(yàn)主要探討PRF 和ADM 對口腔黏膜缺損的修復(fù)效果,為生物膜性材料在口腔種植中的臨床應(yīng)用提供依據(jù)。
3 月齡健康雄性日本大耳白兔36 只,體重2.74~3.08 kg,由太原市小店區(qū)豐澤園種養(yǎng)農(nóng)民專業(yè)合作社提供,實(shí)驗(yàn)動物生產(chǎn)許可證號SCXK(晉)2015?0003。
隨機(jī)將實(shí)驗(yàn)動物分為4 組,每組9 只;分別為PRF 組,ADM 組,Autograft 組(自體結(jié)締組織移植組)及Control 組(空白對照組)。本研究已獲得山西醫(yī)科大學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)。
對PRF 組9 只兔子在耳中動脈處連接真空采血管,采血量為5 mL,以3 000 rpm 轉(zhuǎn)速離心10 min。靜置后,取出并修剪PRF 凝膠,最后用紗布擠壓法除去PRF 凝膠中的水分,塑形成PRF 膜。ADM 組采用吉特瑞?醫(yī)用膠原修復(fù)膜,修剪為直徑10 mm 的圓形膜。
術(shù)前8 h 對實(shí)驗(yàn)動物禁飲食,使用苯巴比妥鈉(100 mg/kg)經(jīng)腹腔注射實(shí)施麻醉,待麻醉后固定于兔臺。1%碘伏消毒,鋪單,拉開口角,暴露硬腭。在距上頜門齒8 mm 的硬腭區(qū)中央位置,用直徑為10 mm 環(huán)形切取器制備黏膜缺損,去除黏骨膜瓣形成圓形缺損區(qū)(圖1a),暴露骨面。PRF 組用4?0 絲線將對應(yīng)的PRF 間斷縫合于各自的黏膜缺損處;ADM 組用4?0 絲線將直徑10 mm 的ADM間斷縫合于各自的黏膜缺損處;Autograft 組在術(shù)區(qū)后方2.5 mm 處開辟第二術(shù)區(qū),用10 mm 環(huán)形切取器取結(jié)締組織瓣,修剪后間斷縫合于各自的黏膜缺損處,第二術(shù)區(qū)紗布壓迫30 min 止血;Control 組黏膜缺損處使用紗布壓迫30 min 止血。術(shù)前1 h和術(shù)后連續(xù)3 d 肌肉注射青霉素鈉(100 000 U/kg),1 次/d,預(yù)防感染。游標(biāo)卡尺測量在建模時(shí)切取下的硬腭黏膜中心及外側(cè),取平均值作為各組的硬腭黏膜厚度(圖1b)。
Figure 1 Preparation of 10 mm mucosal defect model and measurement of mucosal defect thickness圖1 制備10 mm 黏膜缺損模型及測量黏膜缺損厚度
1.5.1 創(chuàng)面愈合率的測定 術(shù)后7、14、21 d 將四組的實(shí)驗(yàn)兔麻醉后肉眼觀察創(chuàng)面愈合情況并拍照記錄。觀察完畢后各組隨機(jī)處死3 只,利用牙周探針給定標(biāo)準(zhǔn)長度,單反相機(jī)垂直與組織創(chuàng)面進(jìn)行拍攝。ImagePlus 6.0 軟件測量愈合率。R=(S初-S末)÷S初。R 為愈合率,S初為初始創(chuàng)面面積,S末為未愈合的創(chuàng)面面積。創(chuàng)面愈合區(qū)組織標(biāo)本行石蠟包埋切片。
1.5.2 炎癥等級的評分 在100 倍及400 倍顯微鏡下觀察各組織HE 切片組織,并給予炎癥等級評分測定。0 分:無炎癥,或有散在炎細(xì)胞;1 分:少量(<30%)炎細(xì)胞浸潤;2 分:介于1 和3 分之間;3 分:大量(>60%)炎細(xì)胞浸潤。具體評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。
表1 炎癥分級評分標(biāo)準(zhǔn)[4]Table 1 Inflammation grading score criteria[4]
1.5.3 上皮平均厚度測定 在100 倍顯微鏡下采集各組織HE 切片組織的5 幅圖像。每張圖像在10 個(gè)不同部位用Imageplus6.0 軟件測量上皮厚度,得到平均值。
用SPSS 24.0 軟件,對所有檢測指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)數(shù)資料用頻數(shù)表示,計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。炎癥等級評分采用Kruskal?Wallis 檢驗(yàn)和Mann?Whitney U 檢驗(yàn);愈合率、上皮平均厚度采用單因素方差分析和析因設(shè)計(jì)方差分析;若總體方差齊,用Bonferroni 檢驗(yàn)進(jìn)行組間兩兩比較;若總體方差不齊,則采用Games?Howell 檢驗(yàn)。檢驗(yàn)水準(zhǔn)為α=0.05。
PRF 組黏膜缺損平均厚度為(2.28±0.29)mm,ADM 組為(2.21 ± 0.53)mm,Autograft 組為(2.18 ±0.16)mm,Control 組為(2.26 ± 0.20)mm;經(jīng)SNK 檢驗(yàn),F(xiàn)=0.13,P=0.93,各組黏膜缺損平均厚度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),具有可比性,可以進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
經(jīng)Bonferroni 校正的多重比較結(jié)果顯示:①PRF 組、ADM 組與Autograft 組各時(shí)間點(diǎn)的創(chuàng)面愈合率均高于Control 組,差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);②PRF 組與ADM 組在各時(shí)間點(diǎn)的創(chuàng)面愈合率比較無顯著差異(P>0.05);③PRF 組、ADM 組在各時(shí)間點(diǎn)的創(chuàng)面愈合率均低于Autograft 組,差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(PRF 組:P7d<0.001,P14d<0.001,P21d<0.001;ADM 組:P7d<0.001,P14d<0.001,P21d<0.001)。見表2、圖2。
將建模時(shí)切取的硬腭黏膜做HE 染色,能在顯微鏡下看到硬腭黏膜的全部組織結(jié)構(gòu),可以認(rèn)為缺損處無黏骨膜附著,完整切取了硬腭黏骨膜,可以進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
表2 各組創(chuàng)面愈合率比較Table 2 Comparison of wound healing rate in each group±s,n=3
表2 各組創(chuàng)面愈合率比較Table 2 Comparison of wound healing rate in each group±s,n=3
#:compared with Control group,P <0.05;*:compared with Autograft group,P <0.05;△:compared with ADM group,P <0.05;PRF:platelet rich fibrin;ADM:acellular dermal matrix;Autograft:autolo?gous connective tissue transplantation;Control:blank control
Group PRF ADM Autograft Control FP Wound healing rate(%)7 d 66.13±2.36#*64.43±2.85*#89.06±3.80#△29.63±2.31 215.047<0.001 14 d 87.63±2.20#*86.56±1.13*#99.16±0.76#△65.23±2.90 158.569<0.001 21 d 97.06±0.73#*95.40±1.21*#99.83±0.28#△89.03±1.38 62.636<0.001
術(shù)后7 d:Control 組可見組織內(nèi)大量炎性細(xì)胞浸潤,組織結(jié)構(gòu)紊亂,新生血管較少;其余三組細(xì)胞開始修復(fù),可見結(jié)締組織增值,可見新生毛細(xì)血管,炎性細(xì)胞數(shù)量較Control 組少;ADM 組結(jié)締組織排列更為規(guī)則、致密(與ADM 本身的結(jié)締組織網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有關(guān)系);Autograft 仍有上皮釘突存在。術(shù)后14 d:Control 組上皮開始修復(fù),但多處組織仍有大量炎性細(xì)胞浸潤;Autograft 組上皮呈現(xiàn)完整連續(xù)狀態(tài);PRF 組與ADM 組仍有新生肉芽組織向表面生長,上皮不完全連續(xù),且ADM 組上皮與PRF 組相比較厚。術(shù)后21 d:Control 組炎癥減輕,其余三組上皮完整,且厚度基本一致。見圖3。
Figure 2 Wound healing of hard palate mucosal defects in each group圖2 各組硬腭黏膜缺損術(shù)后創(chuàng)面愈合情況
Bonferroni 校正的Mann?Whitney U 檢驗(yàn)結(jié)果顯示,①PRF 組、ADM 組、Autograft 組分別與Control 組在術(shù)后各時(shí)間點(diǎn)的炎癥等級評分比較,差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);②PRF 組、ADM 組與Auto?graft 組在術(shù)后各時(shí)間點(diǎn)的炎癥等級評分兩兩之間比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表3。
Figure 3 HE staining of hard palate mucosa in each group after operation圖3 各組硬腭黏膜術(shù)后HE 染色
表3 各組炎癥等級評分Table 3 Inflammation grade score of each group n=3
經(jīng)Bonferroni 校正的多重比較結(jié)果顯示:①PRF 組、ADM 組與Autograft 組在術(shù)后各時(shí)間點(diǎn)的上皮厚度均比Control 組高(P<0.05);②ADM 組在術(shù)后7、14 d 的上皮厚度比PRF 組高,差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P7d<0.001,P14d<0.001);③ADM 組在術(shù)后各時(shí)間點(diǎn)的上皮厚度與Autograft 組相比無顯著差異(P>0.05);④PRF 組在術(shù)后7、14 d 的上皮厚度均低于Autograft 組,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P7d<0.001,P14d<0.001)。見表4。
表4 各組術(shù)后上皮厚度比較Table 4 Comparison of postoperative epithelial thickness in each group ±s,n=3
表4 各組術(shù)后上皮厚度比較Table 4 Comparison of postoperative epithelial thickness in each group ±s,n=3
#:compared with Control group,P <0.05;*:compared with Auto?graft group,P <0.05;△:compared with ADM group,P <0.05;PRF:platelet rich fibrin;ADM:acellular dermal matrix;Autograft:autologous connective tissue transplantation;Control:blank control
Group PRF ADM Autograft Control FP Epithelial thickness(μm)7 d 129.33±17.84#*△189.77±7.13#192.60±10.93#0 154.58<0.001 14 d 221.20±18.31#*△292.10±20.09#316.30±21.51#129.37±14.43 59.96<0.001 21 d 278.13±8.29#280.67±6.45#291.33±1.65#232.07±10.00 38.68<0.001
本實(shí)驗(yàn)選擇兔作為實(shí)驗(yàn)對象,主要考慮以下原因:①兔硬腭咀嚼黏膜相對充足,且組織學(xué)結(jié)構(gòu)與人的口腔黏膜類似;②對于兔來說10 mL 采血量被認(rèn)為是安全可行的,滿足本次實(shí)驗(yàn)制備PRF 的采血要求。對實(shí)驗(yàn)動物制備軟組織缺損目前國內(nèi)外無明確統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用10 mm 的標(biāo)準(zhǔn)化器械,可認(rèn)為是具有科學(xué)性、重復(fù)性、可靠性、標(biāo)準(zhǔn)化口腔軟組織缺損動物模型,符合實(shí)驗(yàn)的條件,可以保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行[5]。
PRF 是以富血小板血漿(platelet rich plasma,PRP)為基礎(chǔ)研制的新一代血小板濃縮制品,是自體全血離心的產(chǎn)物,被認(rèn)為是一種自體移植物[6]。收集自體血立即3 000 rpm 離心10 min,可得到去血小板血漿、PRF 凝膠和紅細(xì)胞碎片,其分別位于離心管的上、中、下層;制備過程不添加抗凝劑和外部化學(xué)物質(zhì)。PRF 疏松的結(jié)構(gòu)能夠容納大量的血小板及生長因子,如血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、表皮生長因子(epidermal growth factor,EGF)、轉(zhuǎn)化生長因子(transforming growth factor?β,TGF?β)和血小板衍生生長因子(platelet derived growth factor,PDGF)等。在這些生長因子的作用下,軟組織愈合和成熟的三個(gè)關(guān)鍵步驟(血管生成、免疫和上皮覆蓋)可以被同時(shí)支持,從而大大加快軟組織的愈合[7],因PRF 的以上特性,其被應(yīng)用于眾多領(lǐng)域中。在外科手術(shù)中,PRF 的應(yīng)用可加速愈合,減少不良反應(yīng)并改善預(yù)后[8]。PRF 被證實(shí)可以促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖和創(chuàng)面愈合[9]。在口腔醫(yī)學(xué)中,PRF 已被證實(shí)能夠促進(jìn)牙齦成纖維細(xì)胞的黏附、遷移及增殖,還能在愈合過程中高效地表達(dá)I 型膠原蛋白[10]。近些年來,隨著對PRF 制備流程的改良,又成功制取出了i?PRF(injectable platelet rich fibrin,i?PRF)等基于PRF 的衍生物,其可以更加有效且長期的釋放生長因子,進(jìn)一步加快了軟組織的愈合[11]。
ADM 是通過特殊處理,去除了所有細(xì)胞成分的一種組織移植物。由于這些機(jī)械加工的生物支架能快速結(jié)合到生物組織中,因此被廣泛應(yīng)用于各種外科手術(shù)中,且已被提議作為治療口腔黏膜創(chuàng)傷的一種方法。ADM 處理過程為去除含角蛋白的表皮后,處理真皮層以去除所有的脫氧核糖核酸,而不破壞膠原基質(zhì),故ADM 具有充分的空間供宿主細(xì)胞浸潤、促進(jìn)新生血管形成和加速上皮形成[12]。Xu 等[13]的動物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示ADM 對于兔硬腭軟組織缺損可刺激輕微的炎癥反應(yīng),表現(xiàn)出快速的上皮化和血管重建,并伴有VEGF 和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(glucose transporter type 1,GLUT1)的增加,促進(jìn)缺損部位的組織生長。無論是在牙周整形或是口腔種植手術(shù)中,ADM 都顯示出了與結(jié)締組織移植物(connective tissue graft,CTG)相當(dāng)?shù)难例l退縮減少和軟組織厚度增加,而且能獲得與CTG 相同的舒適度[14]。目前國外對ADM 的使用較為廣泛,應(yīng)用于眾多領(lǐng)域,如外科、乳腺外科、燒傷整形科等;在口腔治療中應(yīng)用于頜面外科、牙周科、口腔種植科等。然而在國內(nèi),ADM 仍未被廣泛使用,在口腔治療中僅被應(yīng)用于牙周手術(shù),充當(dāng)上皮下結(jié)締組織瓣[15]。
在本實(shí)驗(yàn)中,筆者比較了ADM、PRF 和自體結(jié)締組織移植物對黏膜缺損的修復(fù)效果,結(jié)果顯示,與PRF 相比,ADM 在術(shù)后2 周以內(nèi)的上皮厚度增量方面更具有優(yōu)勢,但在3 周后,PRF 與ADM 的上皮厚度增量效果無顯著差異。ADM 對上皮厚度增量的影響主要涉及以下機(jī)制:①ADM 具有的纖維三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),能夠起調(diào)節(jié)、誘導(dǎo)、促進(jìn)作用,為宿主成纖維細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞等的和增生提供網(wǎng)狀空間,局部形成新生血管和上皮,容納并支撐細(xì)胞的生長;②PRF 降解期為2~3 周,而ADM 在體內(nèi)可存在數(shù)月,更有利于萎縮組織的再生,更適合應(yīng)用于牙周科對于牙齦退縮的治療;③ADM 可以和人體結(jié)締組織實(shí)現(xiàn)整合,有利于ADM 的固定。
本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,ADM 可以獲得與CTG 接近的軟組織增量效果。但是ADM 仍然存在不足之處:①雖然有證據(jù)表明ADM 移植可以取得與CTG相似的結(jié)果[16],但是最近的一項(xiàng)長達(dá)15 年的臨床研究結(jié)果顯示,盡管ADM 長期的美學(xué)效果較優(yōu),但效果并不如結(jié)締組織移植物穩(wěn)定,存在少量的組織萎縮[17];②在創(chuàng)面愈合初期,ADM 組與血液提取物組相比CD68 陽性細(xì)胞較少,且CD31 染色顯示創(chuàng)口邊緣處新生血管較少[18];③ADM 組與宿主自生的結(jié)締組織仍有差異,在ADM 內(nèi)可觀察到毛細(xì)血管和小血管[19];④ADM 很難完全去除所有細(xì)胞殘余物。隨著技術(shù)的不斷改善,新的方法不斷應(yīng)用到ADM 的制備中,ADM 的安全性在不斷提高,但其仍有疾病傳播的理論風(fēng)險(xiǎn),這是所有異體移植制劑都存在的問題。
【Author contributions】Wang CY performed the experiments and wrote the article. Fan YW designed the study and reviewed the article.Wang J directed the data collection and analysis. All authors read and approved the final manuscript as submitted.