羧甲基壳聚糖【纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖复合材料作为注射性软组织填充剂的实验研究】

　　[摘要]目的：通过纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖（N-HA/CMCTS)复合生物材料制备注射性软组织填充剂，初步了解其注入大鼠体内后组织反应、包膜形成、在体内吸收及其对胶原生成的影响情况。方法：按预先设计制成3种不同比例的复合材料（羧甲基壳聚糖与纳米羟基磷灰石的比例分别为1:1、4:6、3:7），分别标记为A、B、C，另有一份生理盐水标记为D。64只wistar大鼠随机分成4组，在四组大鼠背部左右两侧各设计一个圆形注射区，随机取三组注射复合材料，第四组注射生理盐水，每组所注射的复合材料也是随机的。分别于第1、4、8、12周处死动物切取标本，行肉眼及组织学观察。结果：复合材料植入区未见明显排异反应，A、B、C三组其他所有大鼠注射部位的皮肤稍有红肿，无渗出，D组未见明显的炎症反应，1～12周复合材料周围未见明显的纤维包膜形成，胶原生成逐渐增多，纤维细胞未见明显异常。结论：纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖（N-HA/CMCTS)复合生物材料有良好的组织相容性，无毒、无刺激性，吸收慢、可塑形并可促进胶原分泌，有望成为一种新型的注射性软组织填充剂应用于整形美容领域。
　　[关键词]米羟基磷灰石；羧甲基壳聚糖；注射；软组织填充剂
　　[中图分类号]R622Q813.1[文献标识码]A[文章编号]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
　　
　　羟基磷灰石(hydroxyapatite, HA )是骨组织的主要成分，具有良好的生物相容性、生物活性，纳米羟基磷灰石(N-HA ) 除了具有传统HA 的特性外, 在理化性质和生物学方面有更大的优越性，有利于组织的结合[1-2]，但是单纯的羟基磷灰石脆性大，塑形性差，很难降解限制了其应用[3-4]。壳聚糖(chitosan, CS) 是一种天然可降解多糖,具有来源广泛、无毒、无刺激性、生物可降解性、生物相容性、抗凝血性、促进伤口愈合及防腐抗菌性能等特殊的医用生物学特性[5-6]。羧甲基壳聚糖具有壳聚糖的所有优点，也解决了壳聚糖只在弱酸性环境中溶解的缺点[7]。纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖复合物是由纳米羟基磷灰石与羧甲基壳聚糖按照不同的比例配制而成，本复合物已在骨组织工程中得到广泛的应用，除了有人用于修复牙周膜结缔组织外还没有作为软组织填充材料的相关报道。
　　
　　1 材料和方法
　　1.1 实验材料：纳米羟基磷灰石（N-HA）粉体购自南京埃普瑞纳米材料有限公司，粒径为40nm，纯度为96%，羧甲基壳聚糖（CMCTS）购自浙江澳兴生物科技有限公司,羧甲基取代度为88.9%，脱乙酰度为90%，将N-HA与CMCTS按照3种不同的比例（1:1、4:6、3:7）混合溶解在10ml无菌生理盐水中，分别标记为A、B、C，用医用加速器6MV-X线照射灭菌，剂量率300cGy/分，单次照射为500cGy，另有一组无菌生理盐水D。
　　1.2 方法：Spf级雄性wistar大鼠64只，体重均在250g左右。将64只大鼠随机分成4组，每组16只，10%水合氯醛0.4ml/100g大鼠腹腔（经消毒）注射麻醉后，常规背部左右两侧备皮，消毒，铺巾。用5ml注射器于选好的三组大鼠背部左右两侧注射N-HA/CMCTS复合物，并将其注入到真皮深层，形成一直径为2cm的圆形填充范围并画圈标记，每只注射3ml，第四组相应部位注射生理盐水作为对照。前三个组所注射的复合物均是随机分配，注射后对每个注射点消毒(图1)。
　　1.3 观察指标
　　1.3.1 注射后一般情况观察：大鼠的活动及进食情况，各注射部位皮肤外观有无红肿、渗液等炎症反应，各皮丘的变化情况。
　　1.3.2 组织学观察：于注射后第1、4、8、12周四个时期每组随机处死四只大鼠，切取注射部位的组织作为标本，一部分行HE、Masson染色，光镜下观察注射部位周围组织的炎症反应及胶原纤维的生成情况；另一部分透射电镜观察成纤维细胞的超微结构。
　　1.4 统计学处理：采用SPSS13.0软件对实验数据进行统计学分析。组间组内对照采用重复测量资料的方差分析，P0.05）,见表1、图8。
　　2.4组织学观察：1周时，A、B、C三种材料与周围组织界限清楚，其间有少量的炎性细胞浸润，以中性粒细胞为主，并有少量的巨噬细胞，无明显的纤维包膜形成（图3），D组已吸收，未见明显炎性细胞（图4）；4周时，注射部位的炎性细胞已明显减少，仍以中性粒细胞和淋巴细胞为主，A、B、C三组材料周围有大量成纤维细胞增生及分泌的胶原，但 A组相对较少，C组较多，D组纤维细胞及胶原最少；8周时，注射部位已无明显的炎性细胞浸润，仍有较多的纤维细胞增生及分泌的胶原，三种复合物均有一部分被吸收，A材料吸收的最明显；12周时，材料周围未见明显的纤维包膜形成，A材料已基本被吸收，B、C材料也有减少，材料的周围被新生的成纤维细胞及分泌的胶原所取代（图5）。
　　2.5 透射电镜对成纤维细胞超微结构的观察：在透射电镜下实验组成纤维细胞核大、核仁明显、胞浆丰富，内质网增大、增粗、排列规则，线粒体数量多、体积大、嵴突出（图6、7）
　　
　　3 讨论
　　生物材料的替代治疗是现代整形外科重要的治疗手段之一。在各类生物材料中，可注射软组织填充材料因其具有应用广泛、使用方便、操作简单、创伤小、恢复快、术后不留痕迹、美容效果立竿见影等优点而倍受关注。
　　纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖（N-HA/CMCTS)复合材料在骨组织工程中已得到广泛的应用[8]，大量研究表明纳米羟基磷灰石具有良好的软组织相容性。壳聚糖是几丁质部分脱乙酰基也是现今所发现的唯一带有正电荷的天然碱性多糖，具有多个可利用的活性基团，并且壳聚糖与纳米羟基磷灰石有很强的交互作用[9-10]。羧甲基壳聚糖是壳聚糖的水溶性形式，具备壳聚糖的所有优点。
　　本实验以纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖（N-HA/CM CTS)复合材料作为填充材料，以大鼠为实验动物。在组织学反应方面，第1、4周的组织切片有少量的炎性细胞浸润，其他时段未见明显炎性细胞，材料周围无明显纤维包膜形成，说明此复合物具有较好的组织相容性。第8周时，一部分材料被吸收。第12周时，A材料已基本被吸收，B、C也有吸收，填充部位可见纤维细胞及大量的胶原，说明材料可逐渐被巨噬细胞吞噬降解，其分泌的细胞因子可促进成纤维细胞迁入、增值，从而促进缺陷部位的组织增生。总之，N-HA/CMCTS复合物作为软组织填充材料具有良好的生物相容性、生物降解性，并能促进局部组织增生。填充部位表面平整，具有很好的填充效果。配制复合物时，如果N-HA比例太大复合物的脆性增加、流动性增大，塑形性差；如果CMCTS比例太大复合物的吸收率大，影响填充效果，所以将N-HA与CMCTS按照3种不同的比例（1:1、4:6、3:7）配置而成，然而N-HA/CMCTS复合材料的配制比例怎样才能达到最好的效果以及此应用于临床，还有待进一步的研究。
　　
　　[参考文献]
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　　[收稿日期]2011-03-28[修回日期]2011-05-13
　　编辑/张惠娟
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