烫伤膏对大鼠深Ⅱ度烫伤创面修复作用及机制
2015-01-16王志义
韩 斌, 王志义
(1.辽宁医学院,辽宁锦州121000;2.锦州石化医院,辽宁锦州121000)
烫伤膏对大鼠深Ⅱ度烫伤创面修复作用及机制
韩 斌1, 王志义2
(1.辽宁医学院,辽宁锦州121000;2.锦州石化医院,辽宁锦州121000)
目的研究烫伤膏对大鼠深Ⅱ度烫伤创面的修复作用及作用机制。方法100只SD大鼠随机分为空白对照组,模型组,阳性对照组,烫伤膏剂组。对75只大鼠 (模型组,阳性对照组,烫伤膏剂组)背部造成深Ⅱ度烫伤,烫伤后立即给药,每日换药2次。每日肉眼观察创面瘀血水肿、痂下积脓,肉芽组织增生情况,定期测量创面愈合面积,计算创伤愈合率。分别于烫伤后7、10、14、21 d取材做病理切片以及表皮细胞生长因子 (EGF),碱性成纤维细胞生长因子 (bFGF)免疫组化切片。烫伤后48 h测量血清白细胞介素-1β(IL-1β)水平。结果烫伤膏剂组和阳性对照组的创伤愈合率明显高于模型组 (P<0.05)。病理切片显示,烫伤膏剂组和阳性对照组与模型组相比,肉芽组织、表皮及真皮中汗腺形成速度明显增快。免疫组化切片显示,7、10、14 d烫伤膏剂组和阳性对照组的EGF、bFGF表达数量多于模型组 (P<0.05)。烫伤后48 h,与模型组相比,烫伤膏剂组和阳性对照组的血清IL-1β水平明显减低(P<0.05)。结论烫伤膏对大鼠深Ⅱ度烫伤创面有明显的促进修复的作用,其机制与增加EGF、bFGF的合成,降低血清IL-1β水平有关。
烫伤膏;大鼠深Ⅱ度烫伤;IL-1β;EGF;bFGF
由火焰、热液、电等物理因素和强酸、强碱等化学物质引起的组织损伤统称为烧烫伤,它是日常生活与工作中的常见病。近年来,中药在烧烫伤治疗应用上有了长足的发展,由辽宁中医药大学中医药实验中心研制的烫伤膏在临床中反复验证,对各种原因引起的烧烫伤具有良好的治疗效果,该膏剂由大黄、黄柏等中药组成,具有清热解毒、活血祛瘀及生肌敛疮的作用。本研究通过采用大鼠深Ⅱ度烫伤模型,进一步阐明烫伤膏的治疗作用,为其临床推广提供理论和实验依据。
1 实验动物和材料
1.1 实验动物 雄性SD大鼠100只,体质量180~200 g,生产许可证号 SCXK(辽)2003-0007,使用许可证号SYXK(辽)2003-00011。
1.2 药物和试剂
1.2.1 药物 烫伤膏剂由大黄、黄柏、熟地黄、骨碎补中药组成,辽宁中医药大学中医药实验中心提供。主要制作工艺流程:将处方中药物用8倍量的75%乙醇分别提取2次,回收乙醇,浓缩至1.25的浸膏;京万红软膏 (批号211974)由天津达仁堂京万红药业有限公司提供。
1.2.2 试剂 IL-1β酶联免疫检测试剂盒由上海源叶生物科技有限公司提供;EGF(批号20131209W)及bFGF(批号131111W)由北京博奥森生物技术有限公司提供;兔IgG—免疫组化试剂盒SABC即用型(批号NO.09c11B)及DAB显色试剂盒由武汉博士德生物工程有限公司提供。
1.3 主要实验仪器 自备烫伤装置 (取用一块22 cm×11 cm×1 cm的木板,中间挖一个长轴4.3 cm,短轴3.3 cm的椭圆形孔),AS325型多功能切片机(英国SHANDON公司),Histocetre2包埋机(英国SHANDON公司),离心机(长沙湘仪离心机有限公司),DHG-9033BS-Ⅲ型电热恒温水浴箱 (上海圣科仪器有限公司),日本NIKON显微镜,秒表,电子天平。
2 方法
2.1 模型制备[1]取雄性SD大鼠100只,体质量180~200 g,用10%硫化钠脱毛,随机分为空白对照组、模型组、阳性对照组、烫伤膏剂组。24 h后,取模型组、阳性对照组、烫伤膏剂组大鼠,用10%水合氯醛 (0.3 mL/100 g)麻醉大鼠,然后将大鼠仰卧固定在烫伤木板上,背部裸露的皮肤暴露在木板孔内,然后将木板放置在电热恒温水浴箱上,轻度按压木板使背部裸露皮肤浸入80℃水中15 s,随后立即注射灭菌0.9%氯化钠溶液 (2.5 mL/ 100 g)复苏,48 h后取创伤组织并制作病理切片,光境下观察,表皮及真皮乳头层损伤,真皮深层残留部分汗腺,细胞水肿,伴有大量炎细胞浸润,证实为大鼠深Ⅱ度烫伤。
2.2 分组给药 烫伤后的大鼠单笼饲养,模型组,阳性对照组,烫伤膏剂组3组,每组25只。创面每日换2次药,生理盐水冲洗后,阳性对照组外敷京万红软膏,烫伤膏剂组外敷烫伤膏,给药部位用无菌纱布缝扎固定,连续21 d。
3 观察指标
3.1 创面愈合率 烫伤后1、7、14、21 d用透明硫酸纸描记创面,以此为模板,将质地均匀的硬纸板剪成同样大小,然后用电子天平称定质量,以质量代替面积,依据创面愈合率=(原始烫伤面积-各时间点未愈合面积)/原始烫伤面积[2],计算创伤愈合率。
3.2 大体形态观察 每日观察并记录各组大鼠创面淤血水肿、结痂及痂皮脱落、上皮化等创面情况。
3.3 病理组织学观察 分别于烫伤后7、10、14、21 d,每组取5只大鼠,切取创面外缘皮肤,经福尔马林固定后,石蜡切片,切片用于免疫组化和HE染色,对于HE染色的切片,需要观察不同时间点创伤皮肤表皮再生、真皮中汗腺、炎细胞浸润、肉芽组织中毛细血管及成纤维细胞生长情况。
3.4 EGF、bFGF表达测定 切片经脱蜡,3%过氧化氢浸泡,高压修复,封闭液孵育,加入EGF、bFGF抗体后,再先后加入羊抗兔、SABC,之后DAB显色,苏木素复染及脱水透明封片。显微镜下观察EGF、bFGF阳性细胞的胞浆呈现棕黄色或棕褐色颗粒。在高倍镜下每张切片选取3个视野,每个视野100个细胞,观察并记录100个细胞中阳性细胞数,计算平均值。
3.5 烫伤大鼠血清制备及血清IL-1β测定 烫伤后48 h,每组取大鼠5只,10%水合氯醛麻醉后,经腹主动脉取血,3 500 r/m in离心15 min,取上清液后,根据ELISA试剂盒中提供的操作步骤测定血清IL-1β水平。
4 统计学处理
计量资料以x±s表示,应用SPSS 13.0软件进行处理,多组间比较采用单因素方差分析,两组间比较采用LSD法,P<0.05表示差异具有统计学意义。
5 结果
5.1 创面愈合率 与模型组相比,阳性对照组和烫伤膏剂组在烫伤后7、14、21 d创面愈合率明显升高,并且有显著性差异 (P<0.05)。此结果表明烫伤膏对深Ⅱ度烫伤大鼠创面有明显修复作用,见表1。
表1 各时间点创面愈合率比较 (%,x±s,n=5)
5.2 大体形态观察 空白对照组大鼠精神饮食活动正常,脱毛处为正常皮肤,无肿胀变白。各组大鼠烫伤后精神萎靡,饮食减少,创面苍白,略肿胀,与周围组织分界清楚,皮肤弹性降低,韧性增加。烫伤后24 h,模型组、阳性对照组、烫伤膏剂组大鼠精神状态逐渐恢复,饮食量逐渐增加,创面瘀血,呈点片状,肿胀明显,结硬痂,痂下有积脓。烫伤后7 d,模型组、阳性对照组、烫伤膏剂组大鼠精神食欲恢复正常,空白对照组大鼠脱毛处新生白毛,模型组创面呈少量点状瘀血,水肿不明显,硬痂变软,痂皮脱落不明显,痂下积脓明显;阳性对照组和烫伤膏剂组创面无瘀血水肿,硬痂变软,创面周边部分痂皮有脱落。烫伤后14 d,空白对照组大鼠脱毛处基本恢复脱毛前状态,模型组创面无瘀血水肿,创面痂皮部分脱落,已脱落表面不平坦;阳性对照组和烫伤膏剂组创面痂皮大部分脱落,脱落部分露出新鲜肉芽组织,表面光滑平坦。烫伤后21 d,模型组创面痂皮大部分脱落,表面不光滑;阳性对照组和烫伤膏剂组创面大部分被表皮覆盖。
5.3 病理组织学观察 空白对照组在7 d,14 d及21 d组织切片表现为表皮层次分明,真皮中大量汗腺生长,充满大量呈编织状胶原纤维。烫伤后7 d,阳性对照组及烫伤膏剂组模型组坏死组织部分脱落,并且有成纤维细胞及毛细血管生成;模型组坏死组织开始从创缘剥脱,坏死组织与创缘交界处有大量炎细胞浸润。烫伤后14 d,阳性对照组和烫伤膏剂组大部分坏死组织脱落,表皮爬行于创缘表面,有较多成纤维细胞及毛细血管的生成;模型组部分坏死组织脱落,表皮爬行速度缓慢,与阳性对照组及烫伤膏剂组相比,有较少成纤维及毛细血管的生成。烫伤后21 d,阳性对照组和烫伤膏剂组表皮基本覆盖创缘表面且表皮结构成熟,真皮内有大量汗腺生成,成纤维细胞产生大量较多胶原纤维,同时成纤维细胞数量减少、胞核变细长,变为纤维细胞,并且毛细血管数量减少;模型组坏死组织全部脱落,表皮尚未全部覆盖创面,表皮下有成纤维细胞及毛细血管。见图1。
图1 大鼠烫伤后各时间点创面组织病理切片 (×100)
5.4 EGF、bFGF表达 烫伤后7、10、14 d,阳性对照组和烫伤膏剂组EGF、bFGF表达高于模型组,差异具有统计学意义 (P<0.05)。烫伤后21 d,差异无统计学意义(P>0.05),烫伤后7、10、14、21 d阳性对照组和烫伤膏剂组EGF、bFGF表达差异无统计学意义(P>0.05),见表2﹑表3及图2、图3。
表2 每组各个时间点EGF阳性细胞数量比较 (个,x±s,n=5)
表3 每组各个时间点bFGF阳性细胞数量比较 (个,x± s,n=5)
图2 大鼠烫伤后第10天各组创面组织EGF表达
图3 大鼠烫伤后第10天各组创面组织bFGF表达
5.5 血清IL-1β水平 从表4中可见,烫伤后48 h烫伤膏剂明显降低大鼠血清IL-1β水平,与阳性对照组相比差异无统计学意义 (P>0.05),同模型组比较差异具有统计学意义 (P<0.05)。
表4 烫伤后48 h IL-1β比较(x±s,n=5)
6 讨论
创面愈合过程主要包括炎症反应期,细胞增殖期及结构重塑期。组织损伤后,中性粒细胞和单核巨噬细胞等多种炎症细胞向创面聚集,进入创面的单核巨噬细胞合成并分泌多种生长因子。这些生长因子刺激成纤维细胞及内皮细胞迁移至创面,并且不断增殖。启动增殖过程后,内皮细胞及成纤维细胞持续合成并分泌多种生长因子,进一步促进创面愈合。EGF及bFGF是生长因子家族中的重要成员。其中EGF是一种多肽类物质,可刺激表皮角质细胞和纤维细胞增殖,促进新血管的形成和核酸蛋白质的合成。而bFGF主要促进成纤维细胞及内皮细胞增殖,进而促进肉芽组织形成及新生毛细血管化[3-5]。由实验结果可知,烫伤后7、10、14 d,阳性对照组和烫伤膏剂组EGF、bFGF表达高于模型组,差异具有统计学意义 (P<0.05),说明京万红和烫伤膏促进细胞合成和分泌EGF、bFGF,进而加快肉芽组织形成和上皮化速度,促进创伤愈合。
严重烧伤后中性粒细胞 (PMN)等炎症细胞活化,释放大量细胞因子等炎症介质,这些炎症介质与创伤后全身性炎症反应的关系密切[6]。曾经发现部分创 (烧)伤患者血液中PMN的凋亡受到明显抑制[7-8]。延迟凋亡的PMN积聚于组织中,坏死脱颗粒时可释放大量毒性物质,例如酶类和超氧离子,引起细胞变性坏死,进而促进多器官功能衰竭 (MODS)[8],因而创伤后局部炎症反应持续存在并加重的关键因素是PMN凋亡延迟[9]。我们认为从整体角度看,严重烧伤后释放的IL-6和IL-1等细胞因子,是引起创伤后PMN凋亡延迟的重要影响因素。本实验结果表明,烫伤后1 d,烫伤膏剂及京万红明显降低血清中IL-1β水平,同模型组比较差异具有统计学意义 (P<0.05),说明烫伤膏剂抑制IL-1β生成,解除PMN凋亡延迟,减轻炎症反应,促进创面愈合。
综合上述,烫伤膏剂增加EGF和bFGF的合成,同时抑制血清IL-1β生成,促进创面愈合。
[1]王 莉,严忠馥,冯世杰,等.不同致伤时间所致大鼠深Ⅱ度烫伤创面自然愈合的病理学观察[J].上海实验动物科学,2000,20(2):79-81.
[2]刘小平,卢金利,陈 谦,等.芦荟凝胶外涂对大鼠浅度烫伤创面愈合及其相关因子表达的影响[J].陕西医学杂志,2006,35(6):646-648.
[3]谷廷敏,牛星焘,邢玉林,等.FGF对创面愈合及其组织学影响的研究[J].北京军区医药,2000,12(6):404-405.
[4]程 飙,付小兵,盛志勇,等.局部应用碱性成纤维细胞生长因子对烫伤创面愈合及周围神经纤维再生的影响[J].中华外科杂志,2006,44(3):198-199.
[5]谷廷敏,牛星焘,郭 宏.成纤维细胞生长因子在烧伤创面内变化的临床观察[J].中国修复重外科杂志,2000,14(5):261-263.
[6]Fry D E.Sepsis syndrome[J].Am Surg,2000,66(2):126-132.
[7]Chitnis D,Dickerson C,Munster AM,etal.Inhibition of apoptosis in polymorphonuclear neutrophils from burn patients[J]. J Leukoc Biol,1996,59(6):835-839.
[8]Nolan B,Collette H,Baker S,et al.Inhibition of neutrophil apoptosis after severe trauma is NFkappabeta dependent[J].J Trauma,2000,48(4):599-604.
[9]BifflW L,Moore E E,Zallen G,et al.Neutrophils are primed for cytotoxicity and resist apoptosis in injured patients at risk for multiple organ failure[J].Surgery,1999,126(2):198-202.
R285.5
:B
:1001-1528(2015)06-1335-05
10.3969/j.issn.1001-1528.2015.06.040
2014-07-20
韩 斌(1987—),硕士生。Tel:18241651013,E-mail:1792360568@qq.com
*通信作者:王志义,硕士生导师。