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温敏性羟丁基壳聚糖水凝胶对大鼠全层皮肤缺损创面愈合的影响

陈阿鑫 陈犹白 姜玉峰 韩岩

陈阿鑫, 陈犹白, 姜玉峰, 等. 温敏性羟丁基壳聚糖水凝胶对大鼠全层皮肤缺损创面愈合的影响[J]. 中华烧伤杂志, 2021, 37(12): 1166-1174. DOI: 10.3760/cma.j.cn501120-20200927-00424.
引用本文: 陈阿鑫, 陈犹白, 姜玉峰, 等. 温敏性羟丁基壳聚糖水凝胶对大鼠全层皮肤缺损创面愈合的影响[J]. 中华烧伤杂志, 2021, 37(12): 1166-1174. DOI: 10.3760/cma.j.cn501120-20200927-00424.
Chen AX,Chen YB,Jiang YF,et al.Effects of temperature-sensitive hydroxybutyl chitosan hydrogel on wound healing of full-thickness skin defect in rats[J].Chin J Burns,2021,37(12):1166-1174.DOI: 10.3760/cma.j.cn501120-20200927-00424.
Citation: Chen AX,Chen YB,Jiang YF,et al.Effects of temperature-sensitive hydroxybutyl chitosan hydrogel on wound healing of full-thickness skin defect in rats[J].Chin J Burns,2021,37(12):1166-1174.DOI: 10.3760/cma.j.cn501120-20200927-00424.

温敏性羟丁基壳聚糖水凝胶对大鼠全层皮肤缺损创面愈合的影响

doi: 10.3760/cma.j.cn501120-20200927-00424
基金项目: 

解放军总医院扶持基金 ZH19011

详细信息
    通讯作者:

    韩岩,Email:13720086335@163.com

Effects of temperature-sensitive hydroxybutyl chitosan hydrogel on wound healing of full-thickness skin defect in rats

Funds: 

Support Fund of General Hospital of PLA ZH19011

More Information
    Corresponding author: Han Yan, Email: 13720086335@163.com
  • 摘要:       目的     探讨温敏性羟丁基壳聚糖水凝胶对大鼠全层皮肤缺损创面愈合的作用。      方法     采用实验研究方法。取51只7~10周龄SD大鼠,雌雄不限,在大鼠背部距脊柱约1.0 cm处,制造2个直径2 cm的全层皮肤缺损圆形创面。将大鼠按随机数字表法分为温敏性水凝胶组、凝胶组和空白对照组,每组17只大鼠(34个创面),前2组大鼠创面伤后即刻分别涂抹0.3 mL温敏性羟丁基壳聚糖水凝胶和羧甲基壳聚糖凝胶,空白对照组大鼠创面不行任何处理,3组大鼠创面均外用凡士林油纱。每天换药时观察温敏性水凝胶组大鼠创面温敏性羟丁基壳聚糖水凝胶及凝胶组大鼠创面羧甲基壳聚糖凝胶状态,记录去除凡士林油纱的难易程度。伤后3、7、10、14、21 d,观察3组大鼠创面愈合情况,并计算创面愈合率。伤后3、7、10、14、21 d,每组各取2只大鼠的4个创面组织,行苏木精-伊红染色观察炎症细胞浸润、血管新生、再上皮化情况;Masson染色观察胶原纤维再生和重塑情况,并计算胶原容积分数;酶联免疫吸附测定法检测白细胞介素6(IL-6)、转化生长因子β1(TGF-β1)、基质金属蛋白酶1 (MMP-1)的表达。对数据行析因设计方差分析、单因素方差分析及Bonferroni检验。      结果     伤后换药时,凝胶组大鼠创面羧甲基壳聚糖凝胶呈液态凝胶状,可随体位流动;而温敏性水凝胶组大鼠创面温敏性羟丁基壳聚糖水凝胶呈固态凝胶状,不随体位变化而流动,且分布更均匀;温敏性水凝胶组大鼠创面凡士林油纱较易去除,而其余2组凡士林油纱不易去除。伤后3、7、10、14、21 d,温敏性水凝胶组和凝胶组大鼠创面肉芽组织生长好,未见明显感染;空白对照组伤后3、5 d各有1只大鼠因创面感染而死亡。伤后7、10、14、21 d,温敏性水凝胶组和凝胶组大鼠创面愈合率明显高于空白对照组(P<0.01);伤后10 d,温敏性水凝胶组大鼠创面愈合率明显高于凝胶组(P<0.05)。伤后3 d,3组大鼠创面均有大量中性粒细胞和淋巴细胞浸润。伤后7~21 d,温敏性水凝胶组和凝胶组大鼠创面炎症细胞浸润逐渐减少,创面逐渐愈合,可见表皮层和真皮层,未见毛囊等皮肤附件;空白对照组大鼠创面伤后21 d未完全愈合。伤后3~10 d,3组大鼠创面新生胶原纤维组织逐渐增多;伤后14、21 d,与空白对照组比较,温敏性水凝胶组和凝胶组大鼠创面胶原纤维更加致密,排列整齐有序。伤后10、14、21 d,温敏性水凝胶组和凝胶组大鼠创面胶原容积分数显著高于空白对照组(P<0.01);伤后14 d,温敏性水凝胶组大鼠创面胶原容积分数显著高于凝胶组(P<0.01)。伤后3、7、10 d,温敏性水凝胶组大鼠创面IL-6的表达显著高于凝胶组和空白对照组(P<0.01),凝胶组大鼠创面IL-6的表达显著低于空白对照组(P<0.01)。伤后3、7、10 d,温敏性水凝胶组大鼠创面TGF-β1的表达显著高于凝胶组及空白对照组(P<0.01);伤后3、7 d,凝胶组大鼠创面TGF-β1的表达显著低于空白对照组(P<0.01);伤后10 d,凝胶组大鼠创面TGF-β1的表达显著高于空白对照组(P<0.01);伤后14 d,凝胶组大鼠创面TGF-β1的表达明显高于温敏性水凝胶组和空白对照组(P<0.01);伤后21 d,温敏性水凝胶组大鼠创面TGF-β1的表达显著低于凝胶组和空白对照组(P<0.01),凝胶组大鼠创面TGF-β1的表达显著低于空白对照组(P<0.01)。伤后7 d,凝胶组大鼠创面MMP-1的表达显著高于温敏性水凝胶组和空白对照组(P<0.01);伤后10、14、21 d,温敏性水凝胶组大鼠创面MMP-1的表达显著高于凝胶组及空白对照组(P<0.01);伤后10 d,凝胶组大鼠创面MMP-1的表达显著低于空白对照组(P<0.01);伤后14、21 d,凝胶组大鼠创面MMP-1的表达显著高于空白对照组(P<0.01)。      结论     温敏性羟丁基壳聚糖水凝胶可通过增加IL-6、TGF-β1和MMP-1的表达,调节创面愈合环境,抑制炎症反应,提高组织修复强度,促进胶原的合成/分解,从而促进大鼠全层皮肤缺损创面的愈合。

     

  • 1  2组全层皮肤缺损大鼠伤后3 d换药时创面羧甲基壳聚糖凝胶或温敏性羟丁基壳聚糖水凝胶状态。1A.凝胶组羧甲基壳聚糖凝胶呈液态凝胶状;1B.温敏性水凝胶组温敏性羟丁基壳聚糖水凝胶呈固态凝胶状

    2  3组全层皮肤缺损大鼠伤后各时间点创面愈合情况。2A、2B、2C.分别为温敏性水凝胶组伤后0(即刻)、10、21 d创面情况,图2C创面完全愈合;2D、2E、2F.分别为凝胶组伤后0、10、21 d创面情况,图2E创面面积明显大于图2B,图2F创面基本愈合;2G、2H、2I.分别为空白对照组伤后0、10、21 d创面情况,图2H创面面积明显大于图2B,图2I仍可见残余创面

    注:温敏性水凝胶组、凝胶组大鼠创面分别涂抹温敏性羟丁基壳聚糖水溶胶、羧甲基壳聚糖凝胶

    3  3组全层皮肤缺损大鼠伤后3、7、14 d创面炎症细胞浸润、血管新生和再上皮化情况 苏木精-伊红×100。3A、3B、3C.分别为温敏性水凝胶组、凝胶组及空白对照组伤后3 d,创面均有大量中性粒细胞和淋巴细胞浸润;3D、3E、3F.分别为温敏性水凝胶组、凝胶组及空白对照组伤后7 d,炎症细胞分别较图3A、3B、3C减少,且图3D、3E炎症细胞均较图3F明显减少,3组同时可见毛细血管增生,创面边缘上皮开始移行修复;3G、3H、3I.分别为温敏性水凝胶组、凝胶组及空白对照组伤后14 d,图3G和3H创面炎症细胞浸润消失,并可见复层鳞状上皮结构已完整覆盖创面,图3I仍可见少量炎症细胞浸润且复层鳞状上皮结构不完整

    注:温敏性水凝胶组、凝胶组大鼠创面分别涂抹温敏性羟丁基壳聚糖水溶胶、羧甲基壳聚糖凝胶

    4  3组全层皮肤缺损大鼠伤后3、14、21 d创面胶原纤维变化 Masson×100。4A、4B、4C.分别为温敏性水凝胶组、凝胶组及空白对照组伤后3 d,创面新生胶原纤维组织较少;4D、4E、4F.分别为温敏性水凝胶组、凝胶组及空白对照组伤后14 d,图4D、4E胶原纤维组织较图4F多且排列更整齐;4G、4H、4I.分别为温敏性水凝胶组、凝胶组及空白对照组伤后21 d,图4G、4H较图4I胶原纤维更加致密,且排列整齐有序

    注:温敏性水凝胶组、凝胶组大鼠创面分别涂抹温敏性羟丁基壳聚糖水溶胶、羧甲基壳聚糖凝胶

    5  3组全层皮肤缺损大鼠伤后各时间点创面胶原容积分数比较(x¯±s,样本数为4)

    注:温敏性水凝胶组、凝胶组大鼠创面分别涂抹温敏性羟丁基壳聚糖水溶胶、羧甲基壳聚糖凝胶;处理因素主效应,F=22.46,P<0.01;时间因素主效应,F=15.78,P<0.01;两者交互作用,F=2.67,P=0.23;伤后3、7 d,组间总体比较,差异无统计学意义(F=1.87、3.66,P=0.15、0.08);伤后10、14、21 d,组间总体比较,差异有统计学意义(F=8.56、20.40、40.38,P=0.03、<0.01、<0.01);与温敏性水凝胶组比较,aP<0.01;与凝胶组比较,bP<0.01

    6  3组全层皮肤缺损大鼠伤后各时间点创面白细胞介素6的表达比较(x¯±s,样本数为4)

    注:温敏性水凝胶组、凝胶组大鼠创面分别涂抹温敏性羟丁基壳聚糖水溶胶、羧甲基壳聚糖凝胶;处理因素主效应,F=35.89,P<0.01;时间因素主效应,F=19.76,P<0.01;两者交互作用,F=15.95,P<0.01;伤后3、7、10 d,组间总体比较,差异有统计学意义(F=9.56、48.40、30.82,P<0.01、<0.01、<0.01);伤后14、21 d,组间总体比较,差异无统计学意义(F=5.78、3.38,P=0.57、0.08);与温敏性水凝胶组比较,aP<0.01;与凝胶组比较,bP<0.01

    7  3组全层皮肤缺损大鼠伤后各时间点创面转化生长因子β1的表达比较(x¯±s,样本数为4)

    注:温敏性水凝胶组、凝胶组大鼠创面分别涂抹温敏性羟丁基壳聚糖水溶胶、羧甲基壳聚糖凝胶;处理因素主效应,F=56.33,P<0.01;时间因素主效应,F=27.98,P<0.01;两者交互作用,F=12.67,P<0.01;伤后3、7、10、14、21 d,组间总体比较,差异有统计学意义(F=6.04、16.22、22.63、48.38、36.83,P<0.05、<0.01、<0.01、<0.01、<0.01);与温敏性水凝胶组比较,aP<0.01;与凝胶组比较,bP<0.01

    8  3组全层皮肤缺损大鼠伤后各时间点创面基质金属蛋白酶1的表达(x¯±s,样本数为4)

    注:温敏性水凝胶组、凝胶组大鼠创面分别涂抹温敏性羟丁基壳聚糖水溶胶、羧甲基壳聚糖凝胶;处理因素主效应,F=31.35,P<0.01;时间因素主效应,F=29.46,P<0.01;两者交互作用,F=17.86,P<0.01;伤后3 d,组间总体比较,差异无统计学意义(F=17.53,P=0.06);伤后7、10、14、21 d,组间总体比较,差异有统计学意义(F=38.27、79.26、10.44、20.68,P=0.03、<0.01、0.02、<0.01);与温敏性水凝胶组比较,aP<0.01;与凝胶组比较,bP<0.01

    表1  3组全层皮肤缺损大鼠伤后各时间点创面愈合率比较(%,x¯±s

    组别3 d7 d10 d14 d21 d
    温敏性水凝胶组13.95±3.1261.99±9.1584.70±3.8495.80±2.0499.97±0.10
    凝胶组13.32±1.0459.82±11.1082.33±5.87c93.02±3.7299.24±1.30
    空白对照组13.06±0.8538.13±16.40ab48.16± 2.79ab81.25± 6.75ab97.51± 1.36ab
    F0.878.3810.789.5611.95
    P0.050.02<0.01<0.01<0.01
    注:温敏性水凝胶组、凝胶组大鼠创面分别涂抹温敏性羟丁基壳聚糖水溶胶、羧甲基壳聚糖凝胶;伤后3、7、10、14、21 d,温敏性水凝胶组和凝胶组创面数分别为34、30、26、22、18个,空白对照组(伤后3、5 d各有1只大鼠死亡)创面数分别为32、26、22、18、14个;与温敏性水凝胶组比较,aP<0.01,cP<0.05;与凝胶组比较,bP<0.01
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  • 收稿日期:  2020-09-27

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