医用胶粘剂氰基丙烯酸酯聚合热对神经组织损伤的研究

郭占芳，梁向党，蔡宏飞，孙 赓，李宏伟，邹秀强



血管神经损伤动物实验研究

·论著·

医用胶粘剂氰基丙烯酸酯聚合热对神经组织损伤的研究

郭占芳，梁向党*，蔡宏飞，孙 赓，李宏伟，邹秀强

目的 研究粘合吻合术中氰基丙烯酸酯医用胶粘剂聚合热对神经组织的再损伤。方法 取80只健康SD雄性大鼠，随机分为A、B、C、D 4组，每组各20只，以游离左侧坐骨神经滴氰基丙烯酸酯医用胶粘剂建立损伤模型。A组用氰基丙烯酸酯正辛酯胶粘剂1滴(20 μl)；B组用氰基丙烯酸酯正辛酯胶粘剂4滴(80 μl)；C组用氰基丙烯酸乙酯胶粘剂1滴(20 μl)；D组用生理盐水1滴(20 μl)。24 h后大体观测4组间左侧坐骨神经差异，进行坐骨神经电生理检测，HE染色和嗜银染色，组织学观察损伤情况。结果 C组与A、B、D组坐骨神经大体观察和组织学观察比较差异明显，C组和A、B、D组间神经组织电生理检测指标差异有统计学意义(P<0.01)。结论 不同剂量氰基丙烯酸正辛酯聚合热对神经组织损伤较轻，在神经组织修复中可用于吻合剂和固定剂。

组织黏合剂；氰丙烯酸盐类；创伤,神经系统；大鼠, Sprague-Dawley

氰基丙烯酸酯医用胶粘剂是由美国Eastman公司1958年研发成功并推向市场的，具有无色透明液态，单组分，室温瞬间凝固，体内可降解，降解物毒性较小等特点，适合临床创伤修复，甚至已经部分取代传统针线缝合。在骨科、口腔科、眼科、耳鼻喉科以及美容整形科等科室中，主要应用于皮肤创伤、软骨和血管断端吻合，在普通外科常作为栓塞剂治疗静脉曲张，妇产科用于无痛绝育，在药物研究领域作为靶向缓释药物载体，在近年军事医学领域应用也受到极为重视[1-8]。在动物实验中经常应用于神经损伤粘合修复，但在临床中应用于断端神经修复国内外报道较少。神经组织在损伤程度不同情况下，自身修复结果差异较大，特别是在自身修复过程中容易产生神经瘤，对神经传导功能的恢复影响明显。笔者在用α-氰基丙烯酸酯胶粘剂对神经组织缺损修复中，发现氰基丙烯酸酯胶粘剂在室温凝固瞬间可产生大量聚合热，对粘合组织产生一定损伤，进而对修复后的神经传导功能恢复产生一定影响。目前在动物实验中氰基丙烯酸酯胶粘剂作为组织胶粘剂和固定剂[9-10]，所用剂型和剂量差异较大，对神经组织损伤差异也较大。然而，目前不同剂量和剂型胶粘剂聚合热对神经组织损伤差异相关研究报道较少。本研究中笔者用氰基丙烯酸酯胶粘剂对大鼠坐骨神经进行粘合吻合修复，制作医用胶粘剂聚合热损伤模型，通过对不同剂量和剂型医用胶粘剂聚合热对神经组织损伤差异进行研究，为神经组织粘合吻合修复时医用胶粘剂剂量和剂型选择提供依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物和仪器 健康成年SD大鼠80只，雄性，体重250～300 g，由解放军总医院动物实验中心提供[SCXK(京)2012-0001)]；α-氰基丙烯酸酯医用胶粘剂(广州白云医用胶有限公司，批号:121212)；便携式肌电图仪(丹麦Medtronic Keypoint)，冰冻组织切片机(德国Leica)，光学显微镜及照相装置(日本Nikon)。

1.2 实验方法 80只SD大鼠随机分为A、B、C、D组，每组各20只，1%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉，按35 mg/kg计算用量，右侧卧于手术台上，通过左股后外侧暴露肌间隙，显微镊游离分离坐骨神经，A组：用α-氰基丙烯酸正辛酯医用胶粘剂滴管，滴1滴(20 μl)于游离的坐骨神经上；B组：用α-氰基丙烯酸正辛酯医用胶粘剂滴管，滴4滴(80 μl)于游离的坐骨神经上；C组：用α-氰基丙烯酸乙酯医用胶粘剂滴管，滴1滴(20 μl)于游离的坐骨神经上；D组：用生理盐水滴管，滴1滴(20 μl)于游离的坐骨神经上。待15 s后胶体凝固，逐层缝合手术切口。

1.3 观察方法

1.3.1 大体观察：术后24 h，使用相同方法腹腔注射麻醉，手术台上暴露左侧坐骨神经，观察坐骨神经大体损伤情况。

1.3.2 电生理检测：用丹麦Medtronic Keypoint便携式肌电图仪进行神经诱发电位检测，用针刺激电极放在滴胶(或生理盐水)神经近端正常处，记录电极置于大鼠小腿三头肌上，检测动作电位潜伏期和振幅，并行记录。

1.3.3 组织学观察：在坐骨神经滴胶(或生理盐水)边缘处横断，长8 mm，生理盐水冲洗离体神经，置于冰冻切片机组织承载器上，放平摆好，滴包埋剂并于-25℃冷冻台上冰冻，将冻好的组织夹在切片机持承器上，调好防卷板，调制预切厚度7 μm，行HE染色、脱水、透明、中性树胶固定。树胶凝固干燥后，在光学显微镜下观察神经组织聚合热损伤。同样取标本行10%福尔马林固定，行脱水及石蜡包埋，嗜银染色，在光学显微镜下观察神经组织聚合热损伤。

2 结果

2.1 大体观察 A组和B组坐骨神经被胶体包裹，胶体覆盖处神经周径变小，周围组织红肿，两组间无明显区别；C组神经组织和周围组织粘连严重，神经组织较为肿大；D组坐骨神经暴露清楚，神经组织稍红肿，周围组织红肿程度较轻。

2.2 电生理检测 24 h后A、B、D组间大鼠坐骨神经动作电位潜伏期和振幅比较差异无统计学意义(P>0.05)，C组与A、B、D组比较差异有统计学意义(P<0.01)，见表1。

表1 4组大鼠电生理检测比较

注：A组用α-氰基丙烯酸正辛酯医用胶粘剂1滴(20 μl)；B组用α-氰基丙烯酸正辛酯医用胶粘剂4滴(80 μl)；C组用α-氰基丙烯酸乙酯医用胶粘剂1滴(20 μl)；D组用生理盐水1滴(20 μl)；与C组比较，bP<0.01

2.3 组织学观察 24 h后大鼠坐骨神经冰冻切片光镜下观察，A组和B组病理结构相似，神经外膜有不同程度损伤，周围可见炎症细胞浸润，神经纤维结构完整。C组神经外膜、神经束膜和神经纤维均有损伤。D组神经外膜和神经纤维均完整，见图1。嗜银染色光镜下观察结果与上述相同，见图2。

3 讨论

氰基丙烯酸酯医用胶粘剂由美国Eastman公司1958年研发成功并推向市场的，目前美国食品药品监督管理局(FDA)批准辛基-2-氰基丙烯酸酯粘合剂可应用于体内[11]。我国1962年开始研发和生产氰基丙烯酸酯医用胶粘剂，用于取代部分手术手工缝合[12]。初期人们担心氰基丙烯酸酯胶粘剂的致畸性、致癌性及其毒性，临床应用和研究热情不高。但直到20世纪70年代氰基丙烯酸酯胶粘剂临床应用中并没有显示致畸性和致癌性，由此再次掀起了研究和应用氰基丙酸酯胶粘剂的热潮。氰基丙烯酸酯胶粘剂降解产物毒副作用，是医用胶粘剂研究领域关注的重要方面。很多研究者对氰基丙烯酸酯胶粘剂毒性进行研究，不断对医用胶粘剂进行改性。如我国思永玉等[13]通过研究发现部分剂型氰基丙烯酸酯医用胶可引起神经纤维脱髓鞘和神经纤维断裂，以及神经元部分坏死。研究发现氰基丙烯酸甲酯引起培养细胞死亡，显示其对细胞壁的破坏。但经过近年医用胶粘剂的改进研究，医用胶粘剂毒性大为减小，通过增加侧链长度和分子量从而降低聚合热和降解产物毒性，目前应用于临床的氰基丙烯酸正丁酯毒性较低，氰基丙酸正辛酯几乎没有毒性，其对神经细胞毒性是短暂的[14]，研究发现其对神经传导功能影响与传统缝合差异无统计学意义[15-16]。

A组 B组 C组 D组

A组用α-氰基丙烯酸正辛酯医用胶黏剂1滴(20 μl)；B组用α-氰基丙烯酸正辛酯医用胶黏剂4滴(80 μl)；C组用α-氰基丙烯酸乙酯医用胶黏剂1滴(20 μl)；D组用生理盐水1滴(20 μl)

图1 4组大鼠坐骨神经组织光镜下病理形态(HE×40)

A组 B组 C组 D组

A组用α-氰基丙烯酸正辛酯医用胶黏剂1滴(20 μl)；B组用α-氰基丙烯酸正辛酯医用胶黏剂4滴(80 μl)；C组用α-氰基丙烯酸乙酯医用胶黏剂1滴(20 μl)；D组用生理盐水1滴(20 μl)

图2 4组大鼠坐骨神经组织光镜下病理形态(嗜银染色×40)

目前对氰基丙烯酸酯医用胶粘剂在应用中瞬间产生的聚合热损伤没有引起重视，氰基丙烯酸酯医用胶粘剂结构式为:NC-C=CH2COOR，其中R为1-16个碳原子的直链或带支链的烷基、芳基、烷氧基、环烷基等,在微阴离子条件下瞬间聚合并产生聚合热。不同剂型医用胶粘剂产生的聚合热大小不同，有报道称改进医用胶粘剂产生聚合热量较低，仅约为21 J[17]，但对于神经组织较易受损伤的特点，聚合热引起的损伤差异不可忽视。有研究显示氰基丙烯酸酯医用胶粘剂聚合热对培养细胞具有损伤作用，其用作粘合吻合用途时将对直接接触的活体细胞产生损伤[18-19]。前期我们课题小组进行了粘合吻合法神经导管修复神经损伤的实验研究，氰基丙烯酸酯胶黏剂既可用为粘合剂，又可用作固定组织的固定剂，使用剂量有较大差异。对不同剂型胶黏剂神经毒性进行实验观察同时，还需对不同剂型剂量胶黏剂聚合热损伤进行研究。

氰基丙烯酸正辛酯胶黏剂在对大鼠坐骨神经组织损伤修复中，不同剂量间聚合热对神经组织的损伤并没有表现出明显差异。A组和B组损伤后大体观察，医用胶粘剂覆盖范围和厚度不同，神经组织红肿等炎症反应差异表现不明显；组织病理学观察发现，不同剂量间对神经外膜损伤程度有轻微差别，表现在损伤深度和损伤面积方面，但无一例损伤到神经束膜和神经纤维。通过电生理检测，A、B、D组间大鼠坐骨神经动作电位潜伏期和振幅比较差异无统计学意义。氰基丙烯酸正辛酯胶黏剂聚合热必将随着用量增加而产热量增加，但是在实际滴胶应用中，胶体为液态物质具有流动性[20-21]，用量增加胶体覆盖面积也增加，在常用剂量间局部聚集热量差别较小，在实验组间没有表现出明显差异。

不同剂型氰基丙烯酸酯胶黏剂产生聚合热有差异，对神经组织的损伤也明显不同。A组和C组损伤后大体观察，医用胶粘剂覆盖范围和厚度相似，但神经组织红肿等炎性反应差异表现明显；组织病理学观察发现，不同剂型间对神经外膜损伤程度有差别，表现在损伤深度方面，氰基丙烯酸正辛酯胶黏剂组无1例损伤到神经束膜和神经纤维，但氰基丙烯酸乙酯组神经束膜和神经纤维明显受损。通过电生理检测，C组和A、B、D组间大鼠坐骨神经动作电位潜伏期和振幅比较差异具有统计学意义。氰基丙烯酸乙酯瞬间聚合速度更快，并有白烟产生，瞬间聚集热量大，对神经组织损伤严重。氰基丙烯酸正辛酯胶黏剂聚合时间较长，热量分散，组织损伤轻微。目前我国神经组织损伤粘合吻合修复，使用医用胶黏剂多为氰基丙烯酸正辛酯，聚合热损伤组织轻微。

综上所述，通过对大鼠坐骨神经胶粘剂粘合吻合聚合热损伤研究，发现氰基丙烯酸乙酯较医用氰基丙烯酸正辛酯对神经损伤严重，对神经传导功能有影响。但氰基丙烯酸正辛酯不同剂量间神经损伤相似，且同生理盐水对照组间损伤比较差异无统计学意义。但本实验所用剂量是常规用剂量的研究，但随着胶黏剂使用剂量增大，损伤情况如何还有待进一步研究。

[1] 梁向党，曾仑.医学粘接技术[M].北京：科学出版社，2005.

[2] Rana M, Savant V. A brief review of techniques used to seal corneal perforation using cyanoacrylate tissue adhesive[J].Cont Lens Anterior Eye, 2013,36(4):156-158.

[3] Davis K P, Derlet R W. Cyanoacrylate glues for wilderness and remote travel medical care[J].Wilderness Environ Med, 2013,24(1):67-74.

[4] Mosli M H, Aljudaibi B, Almadi M,etal. The safety and efficacy of gastric fundal variceal obliteration using N-butyl-2-cyanoacrylate; the experience of a single canadian tertiary care centre[J].Saudi J Gastroenterol， 2013,19(4):152-159.

[5] Wang J, Tian X G, Li Y,etal. Comparison of modified percutaneous transhepatic variceal embolization and endoscopic cyanoacrylate injection for gastric variceal rebleeding[J].World J Gastroenterol, 2013,19(5):706-714.

[6] Takasawa C, Seiji K, Matsunaga K,etal. Properties of N-butyl cyanoacrylate-iodized oil mixtures for arterial embolization: in vitro and in vivo experiments[J].J Vasc Interv Radiol, 2012,23(9):1215-1221.

[7] Lins R D, Gomes R C, Santos K S,etal. Use of cyanoacrylate in the coaptation of edges of surgical wounds[J].An Bras Dermatol， 2012,87(6):871-876.

[8] Mishra S R, Sharma B C, Kumar A,etal. Primary prophylaxis of gastric variceal bleeding comparing cyanoacrylate injection and beta-blockers: a randomized controlled trial[J].J Hepatol, 2011,54(6):1161-1167.

[9] Liang X, Cai H, Hao Y,etal. Sciatic nerve repair using adhesive bonding and a modified conduit[J].Neural Regen Res, 2014,9(6):594-601.

[10]Liang X, Cai H, Sun G,etal. A novel method of defective vascular reconstruction using 2-octyl-cyanoacrylate and homemade prosthetic component[J].Chin Med J (Engl)， 2014，127(5):882-886.

[11]Morikawa T. Tissue sealing[J].Am J Surg, 2001,182(2 Suppl):29S-35S.

[12]陈子达,李玲,邹翰.医用胶粘剂的研究进展[J].化学与粘合,2001,(1):21-24，28.

[13]思永玉,王泉云,徐志勇,等.α-氰基丙烯酸酯医用胶和医用生物蛋白胶对大鼠神经功能的影响[J].四川医学,2006,27(5):450-451.

[14]王养忠,朱豫,周丽君,等.EC耳脑胶在眶壁修复术中应用[J].中国实用眼科杂志,2004,22(5):400.

[15]Landegren T, Risling M, Persson J K,etal. Cyanoacrylate in nerve repair: transient cytotoxic effect[J].Int J Oral Maxillofac Surg, 2010,7(39):705-712.

[16]Landegren T, Risling M, Brage A,etal. Long-term results of peripheral nerve repair: a comparison of nerve anastomosis with ethyl-cyanoacrylate and epineural sutures[J].Scand J Plast Reconstr Surg Hand Surg, 2006,40(2):65-72.

[17]Landegren T, Risling M, Persson J K. Local tissue reactions after nerve repair with ethyl cyanoacrylate compared with epineural sutures[J].Scand J Plast Reconstr Surg Hand Surg, 2007,41(5):217-227.

[18]Leggat P A, Kedjarune U, Smith D R. Toxicity of cyanoacrylate adhesives and their occupational impacts for dental staff[J].Ind Health, 2004,42(2):207-211.

[19]Leggat P A, Smith D R, Kedjarune U. Surgical applications of cyanoacrylate adhesives: a review of toxicity[J].ANZ J Surg, 2007,77(4):209-213.

[20]张飞,孟兴凯,雷艳秋,等.医用α-氰基丙烯酸酯的研究进展[J].内蒙古医学院学报,2008,30:118-121.

[21]林志勇,黄圣凯,吴卫东,等. 快速医用胶预防肺切除术后支气管胸膜瘘[J].中国当代医药,2012,19(23):203-204.

A Study of Polymerization Heat Induced by Cyanoacrylate in Medical Adhesive on Nerve Tissual Lesions

GUO Zhan-fang1, LIANG Xiang-dang1, CAI Hong-fei2, SUN Geng3, LI Hong-wei4, ZOU Xiu-qiang1

(1. The First Department of Osteology, General Hospital of PLA, Beijing 100853, China; 2. Department of Thoracic Surgery, the First Hospital of Jilin University, Changchun 130021, China; 3. Department of Osteology, 252 Hospital of PLA, Baoding, Hebei 350025, China; 4. Yunquan Road Clinic of General Political Department of the PLA, Beijing 100039, China)

Objective To study the polymerization heat induced by Cyanoacrylate in medical adhesives on nerve tissual lesions. Methods A total of 80 healthy SD male rats were randomly divided into group A, B, C and D (n=20 for each group), and lesion models were established by dropping Cyanoacrylate to freeing left sciatic nerves. Group A was given 20 μl Cyanoacrylate (1 drop); group B was given 80 μl Cyanoacrylate (4 drops); group C was given 20 μl Ethyl Cyanocrylate (1 drop); group D was given 20 μl normal saline (1 drop) to left sciatic nerves. The differences of left sciatic nerves were generally observed after 24 h in the four groups, and sciatic electrophysiology detection, hematoxylin and eosin (HE) staining and warthin-starry staining were performed, and then the lesions were observed with histological method. Results There were statistically significant differences in sciatic general observation and histological observation between group C and group A, B and D, while the differences in sciatic electrophysiology indexes between group C and group A, B and D were statistically significant (P>0.01). Conclusion The polymerization heat induced by different dosages of Cyanoacrylate may have mild nerve tissual lesions, so it can be used as adhesive and fixing agents to repair nervous tissues.

Tissue adhesives; Cyanoacrylates; Trauma, nervous system； Rats, Sprague-Dawley

科技部国际合作项目(2014DFA31230)

100853 北京，解放军总医院骨科一病区(郭占芳、梁向党、邹秀强)；130021 长春，吉林大学第一医院胸外科(蔡宏飞)；071000 河北 保定，解放军252医院骨科(孙赓)；100039 北京，总政治部玉泉路门诊部(李宏伟)

梁向党，E-mail：lxd301@263.net

R-332

A

2095-140X(2015)03-0020-04

10.3969/j.issn.2095-140X.2015.03.005

2014-12-16 修回时间：2015-01-30)

*为共同第一作者