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目的:碳素光的光照疗法可以通过促进上皮细胞的增殖以促进伤口愈合。但是,光疗引起的增温作用会导致局部干燥的微环境不符合湿性愈合理论。水凝胶敷料含有大量的水分可以渗透至伤口深处提供潮湿的环境,以抵消碳素光引起的干燥微环境,并可以作为上皮细胞增殖的三维网络。因此,将碳素光与水凝胶相结合的疗法可能是临床上伤口护理的新思路。本文系统地研究了碳素光疗法结合普朗特水凝胶促进创面愈合的作用及相关机制,并对该治疗方法在伤口护理方面的应用前景进行了展望。方法:首先,为了探索碳素光疗法的最佳治疗参数,我们分析了当受到不同的光照时间和距离时,普朗特水凝胶的脱水情况和成纤维细胞的生存能力。之后,评估了普朗特水凝胶与碳素光疗法联合对大鼠全层皮肤缺损的协同修复:建立大鼠皮肤切除伤口实验动物模型共32只,平均随机分为4组:对照组(BLA)大鼠皮肤创面仅给予碘伏消毒创面;水凝胶组(GEL)大鼠皮肤创面仅在常规碘伏消毒创面后,给予200μL普朗特水凝胶涂抹;碳素光组(CPT)大鼠皮肤创面碘伏消毒创面后,于距创面20cm处给予15min的碳素光光照(参照前期实验结果);碳素光结合水凝胶组(G&C)大鼠给予碘伏消毒皮肤创面后涂抹200μL普朗特水凝胶,离伤口20cm处给予15分钟的光照处理。每2天治疗1次,并于治疗第8天和第16天处理实验动物,通过伤口残存面积定量分析伤口愈合情况。处死动物后,对再生的皮肤组织进行ELISA实验检测生长因子分泌(TGF-β1,VEGF和bFGF),以及组织切片染色(HE和Masson染色)和免疫组化等方法对伤口的愈合指标(如瘢痕形成、角蛋白分泌)进行了综合分析。最后,本研究对炎性细胞、成熟度评分以及新血管形成等情况进行了定量分析。结果:本研究证实当光源距离水凝胶为20cm时,水凝胶的脱水效应不明显。而当光源距离水凝胶从15cm减少至5cm时,水凝胶的脱水效应趋势明显增加。同时,随着光照时长的延长,尤其光照时长≥20min时,水凝胶的脱水效应趋势明显增加。而当光照时长设置为5-15min时,则脱水效应不太明显。成纤维细胞生存结果表明:当光照时长小于15min时,成纤维细胞保留了高活力,而在光照时长大于15min时,细胞存活率显著降低。而且,一旦光照距离≤20cm,成纤维细胞的存活率则显著降低。从伤口外像可以看出:治疗第4天开始,G&C组的伤口愈合速度显著快于其他三组。CPT组新生皮肤组织则可在14天之前完全填充皮肤缺损,而在16天之前即可完全愈合。在GEL组中,伤口在第16天时已接近完全愈合,但是仍残余部分伤口。而在BLA组中,在第16天时伤口缺损仍肉眼可见。组间的伤口残存面积定量分析存在统计学差异(P<0.05)。此外,我们发现在伤口修复的早期(第8天),G&C组的TGF-β1表达情况(27.97±1.41 ng/L)高于BLA(17.25±1.74 ng/L),GEL(18.16±2.97ng/L)和CPT(22.37±0.92 ng/L)组(P<0.05)。而G&C组的VEGF表达水平最高(25.52±3.76 ng/L),CPT组(19.23±2.74 ng/L)显著高于GEL和BLA组(分别为11.08±1.12 ng/L和10.07±1.04 ng/L)。bFGF表达情况与上述两种细胞因子的表达趋势类似。在伤口修复的后期(第16天),G&C组(37.50±4.02 ng/L和33.67±4.37 ng/L)和CPT组(34.35±2.42 ng/L和29.80±4.41 ng/L)分泌的TGF-β1和VEGF显著高于BLA组(25.19±1.32 ng/L和17.36±2.61 ng/L)和GEL组(28.37±2.13 ng/L和19.08±2.52ng/L)。此外,在第16天我们观察到G&C组和CPT组的bFGF表达水平(分别为4.32±0.73 ng/L、3.77±0.65 ng/L)明显高于GEL和BLA组(分别为2.87±0.63 ng/L、2.19±0.26 ng/L)。通过组织切片染色我们观察到:在第8天时,G&C组的样本在缺损部位可观察到良好的肉芽组织再生,而在16天时则可观察到皮肤缺损的完全愈合。相比之下,BLA组在第8天检测到肉芽组织,但是填充不佳;而在第16天时,皮肤缺损部位具有丰富的肉芽组织形成。在GEL和CPT组中,肉芽组织的形成相对优于BLA组,但显著劣于G&C组,尤其是在较早的时间点(第8天)。炎性细胞统计数据表明:G&C(19.68±3.67,10.38±1.56),CPT(22.47±3.39,12.34±1.38)和GEL(20.48±3.35,11.31±3.49)组的炎症细胞数量,在第8天和第16天均显著低于BLA组(37.60±3.34,25.27±4.41)(分别为P<0.01和P<0.05)。而G&C、CPT和GEL三组之间则无统计学差异。瘢痕组织形成的观察结果表明:与GEL和BLA组相比,G&C组在第8天和第16天的瘢痕组织形成少,胶原沉积更多,而CPT组的瘢痕组织形成少,胶原沉积更多。此外,BLA组则表现出最少的胶原蛋白沉积和最多的疤痕组织形成。而且,伤口真皮基质成熟度评分结果证实:G&C组(3.41±0.49,4.48±0.76)和CPT组(2.87±0.79,3.55±0.72)在8天和16天均获得较高的成熟度评分,显著高于GEL(1.16±0.27,1.98±0.17)和BLA(0.64±0.12,1.18±0.26)组。但是,G&C组在16天时的成熟水平明显高于CPT组。在同一时期,GEL组的伤口真皮基质成熟水平明显高于BLA组。角蛋白(K14阳性区域)在每组再生组织中的表达结果表明:与CPT和GEL组相比,G&C组在第8天和第16天时的K14阳性区域有所增加。BLA组则在每个时间点所观察到K14阳性表达水平最低。此外,血管数目量化结果表明:在第8天,与GEL和BLA组(分别为2.38±0.23、1.71±0.29)相比,G&C和CPT组的CD31阳性细胞数量增加(分别为5.47±0.52、4.27±0.48)。而到第16天时,G&C组中CD31阳性血管的数量最高(12.55±0.81),表明肉芽组织中血管形成良好。此外,CPT组的样本(10.53±0.72)比GEL和BLA组的样本(分别为7.05±0.61、4.28±0.26)表现出更多的血管生成。结论:碳素光治疗应设置合适的治疗参数,其中时长应设置为15min,光源的放置距离应为20cm;与碘伏消毒、普朗特水凝胶或碳素光治疗等单一疗法相比,碳素光结合水凝胶组皮肤缺损愈合速度显著增快,再生组织的肉芽组织质量更优,瘢痕形成和炎性细胞浸润减少,胶原蛋白沉积和新血管形成则显著增多。因此,碳素光结合普朗特水凝胶联合疗法具有安全可靠、实用性强的优势,可作为一种新颖的伤口护理和治疗方法来治疗创面,并为临床上伤口护理决策提供新的思路。