低压无针注射器治疗瘢痕疙瘩的模式研究

低压无针注射器治疗瘢痕疙瘩的模式研究

刘洋黄若蓁陈向东孙祺琳陈骏

目的探索低压无针注射器治疗瘢痕疙瘩的药物组织渗透模式。方法用低压无针注射器注射药物于香猪背部皮肤及离体的瘢痕疙瘩组织，观察不同压力和剂量下的弥散度与深度，组织学观察药物的分布模式。结果相同压力下，剂量越大，弥散度及深度越大；相同剂量下，压力越大，弥散度及深度越大。传统有针注射药剂在瘢痕疙瘩组织内呈团块状，而低压无针注射器150 psi（1 psi=6.895 K Pa）压力下药剂在组织浅层水平分布；175 psi压力下呈“T”形分布；200 psi压力下呈“工”形分布。结论低压无针注射器150 psi压力下注射在瘢痕疙瘩真皮浅层，175 psi压力下可注射于瘢痕全层，200 psi压力适用于更深更致密的瘢痕疙瘩。

无针注射器瘢痕疙瘩注射治疗

Need le-free injector;Keloid;Injection therapy

瘢痕疙瘩以大量成纤维细胞增生，细胞外基质中胶原、蛋白多糖、糖蛋白等过度沉积为特点，胶原纤维排列紊乱。瘢痕疙瘩持续增生可以出现瘙痒、刺痛等症状，表面粗糙、质地硬、弹性差、易破溃，临床首选的治疗方案是皮质类固醇激素注射治疗。注射治疗需要定期多次，致密的瘢痕组织使得细针头容易变钝，而粗针头会导致患者疼痛加剧，使得患者因为疼痛而放弃治疗。为了提高患者依从性，增加疗效，防止爆针，尝试应用无针注射器治疗瘢痕疙瘩[1-3]。无针注射器是一种新的透皮给药方式，我们对不同压力、剂量下药物的弥散度和深度进行研究，通过组织学观察以了解药物的分布模式。

1 材料与方法

1.1 标本来源

3月龄香猪6只，体质量3 K g（江苏泰州实验动物养殖场）。离体的瘢痕疙瘩标本来自3位患者，女性2例，瘢痕疙瘩位于胸部和肩背部；男性1例，瘢痕疙瘩位于胸骨柄处。

1.2 主要设备及试剂

低压无针注射器MIT-H-MBX（加拿大MedicalInternational Technologies公司）；1%亚甲蓝（我院配制）；切片组织染料Specimen Histology Dye Davidson Marking System（美国Bradley产品有限公司）；SONY数码相机DSC-TX9（日本索尼公司）；数字显示游标卡尺（上海申韩量具有限公司）；Olympus BX53倒置相差显微镜及Olympus CellSens自动显微图像软件（日本奥林巴斯股份有限公司）；恒冷箱冰冻切片机（英国Shandon公司）。

1.3 实验步骤

全麻后在香猪背部分区，每个分隔大小3 cm×3 cm。在区域内以MIT低压无针注射器注射1%亚甲兰，压力分为150 psi、175 psi及200 psi（1 psi= 6.895 K Pa），剂量分为0.05 m L、0.1 m L及0.2 m L。3 min后立即切下，利用游标卡尺测量组织的深度及弥散度，并进行微距自动模式拍照，观察注射后在不同压力、不同剂量下的深度及弥散度（图1）。

图1 低压无针注射器香猪背部皮肤注射Fig.1 Dorsal skin of fragrance pigs were in jected using need le-free injector

在离体瘢痕疙瘩组织中使用MIT低压无针注射器，以不同的压力（150 psi、175 psi、200 psi）注射相同的剂量（0.1 m L），以传统针筒注射0.1 m L为对照，组织切片染色，观察皮肤的损伤程度以及瘢痕疙瘩组织内染料的分布情况。

1.4 统计学分析

数据采用x±s表示，用SPSS19.0统计软件对数据进行统计分析，深度及弥散度分析采用配对t检验和成组t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同压力和剂量下注射弥散度及深度观察

在香猪背部皮肤以不同压力和不同剂量进行注射，相同压力和相同剂量重复注射6次，分别测量每一个注射点的弥散度及深度。结果显示，相同压力下的剂量越大，弥散度及深度的数值越大；相同剂量下的压力越大，弥散度及深度的数值越大（图2）。三种不同压力组，注射0.2 mL药物的弥散度和深度与注射0.05 mL、0.1 mL药物的弥散度、深度均有区别，而0.05 mL与0.1 mL剂量下，注射药物的弥散度或深度差异不明显。三种不同剂量组，150 psi压力注射药物的弥散度和深度与175 psi、200 psi压力注射药物的弥散度、深度均有区别，而175 psi与200 psi压力下，注射药物的弥散度或深度差异不明显，且差异与剂量无明显相关性。

图2 无针注射器不同压力、不同剂量下药剂渗透香猪背部皮肤的弥散度和深度Fig.2 Diffusion and depth of penetrated pigs'dorsal skin under differen t pressu re with different dosage

2.2 传统有针注射与低压无针注射离体瘢痕疙瘩的模式

传统有针注射的染剂大部分局限于一个深部位点，对组织有切割损伤（图3A）；高倍镜下观察染剂分散不均匀且成团块状弥散，在同一组织间隙内有较多染剂沉积（图3B、3C）。

图3 传统有针注射后瘢痕疙瘩大体观察及组织学观察Fig.3 Traditional need le treated keloid:gross and microscopic observation

MIT低压无针注射器，在150 psi压力下染剂分散于瘢痕疙瘩的真皮浅层，呈水平分布（图4A、4D）；175 psi压力注射发现染剂分布于瘢痕疙瘩全层，靠近注射点切片染剂呈“T”型分布（图4B、4E）；使用200 psi压力注射瘢痕疙瘩，真皮全层均可见染剂，呈“工”型分布，注射深度更深，真皮深层的染剂量更多，分散在不同组织间隙中，与传统有针注射相比，同一组织间隙内的染剂沉积更少（图4C、4F）。

图4 低压无针注射器注射后瘢痕疙瘩组织学观察Fig.4 Histological observation of keloid after injection by need le-free injector

3 讨论

体外研究无针注射器的模型主要有高密度泡沫板、仿生明胶体、冷冻猪腿等，前两者结构简单，密度均一，重复性好，适合于工业生产环节的研究，冷冻猪腿由于反复冻融会改变组织结构。活体的香猪与仿生皮肤相比，注射药物的扩散方式更接近人的生理状态。本实验选用3个月大，体质量约3 Kg的香猪，皮肤薄且细腻、皮下脂肪含量少，与人类的皮肤最为接近[4]。香猪的躯干皮肤平坦、弹性好，能提供较大面积的样本，选择同一月龄香猪的皮肤可以减少个体的差异，获得比较稳定的数据。

目前临床上治疗瘢痕适合的注射压力尚未有明确的研究数据，根据文献治疗病理性瘢痕最低压力140 psi，最高260 psi的建议[1-2]，以及香猪皮肤较薄，需要降低压力的考虑，我们选取150 psi、200 psi和中间数值175 psi作为实验参数。在相同的压力作用下，皮肤接触点的瞬间压力下降逐渐变慢[5]。因此，在同样压力下剂量越高穿透的弥散度越宽，深度越深。但是考虑到组织的阻力，剂量与弥散度及深度有相关性但非线性关系，当剂量达到一定程度药液穿透的弥散度和深度将不再增加。当药剂注射于腹部、肋骨和肋间隙，其组织部位的反弹力也会影响药液注射时的扩散度和深度，低压力注射于腹部与高压力注射于肋骨的弥散度无明显差异。

当机体的组织受到损伤后经过成纤维组织、炎症细胞及组织间的其他产物之间的作用，形成成纤维细胞过度增生及产物的大量沉积，转变成病理性瘢痕，其表皮薄，胶原纤维变粗，组织致密[6]。使用传统有针注射对瘢痕组织有一定的损伤，注射的深度虽然可控，但是同一组织间隙内的染剂沉积量不均匀。使用150 psi压力无针注射器治疗瘢痕疙瘩，染剂分散均匀，弥散度和深度与香猪背部皮肤实验结果类似，染剂沉积于基底膜下层真皮浅层，无法突破瘢痕较致密的瘢痕结缔组织。175 psi压力可以使染剂注射于致密的瘢痕组织全层，靠近注射点组织切片，染剂呈“T”型分布，远离注射点染剂呈水平分布，三维立体分布类似伞形，与弹簧型无针注射器染剂在皮肤上的分布方式略有不同[3]。由于瘢痕疙瘩组织的纤维密度远远超过正常皮肤，导致染剂分布的方式不同，且与MIT低压无针注射器的接触孔径及药剂喷射孔与皮肤的距离有关，在接触皮肤的瞬间压力下突破致密的瘢痕疙瘩组织，遇到阻力后向周围疏松间隙前行[7-9]。中央突破一层瘢痕疙瘩组织后仍有动能，则继续向瘢痕疙瘩深部前行，直到遇到下一层次的阻力。所以相比其他的压力，200 psi可以更有效地注射于瘢痕疙瘩组织深部，注射深度更深，高倍镜下可发现瘢痕疙瘩每层间隙都含有染剂，由于动能高可突破深层瘢痕结缔组织，并有效使染剂在组织间隙内湍流。因此，可根据瘢痕的致密度不同，选用175 psi或200 psi进行治疗。

[1]甘承,范金财,刘立强,等.无针注射器治疗瘢痕疙瘩的临床研究[J].中国美容整形外科杂志,2010,21(6):356-358.

[2]黄书鹏,杨东运,陈亮.低压无针注射减轻瘢痕内药物注射疼痛的自身对照研究[J].中国美容医学,2012,21(17):2223-2224.

[3]Michinaka Y,Mitragotri S.Delivery of polymeric particles into skin using needle-free liquid jet injectors[J].J Control Release, 2011,153(3):249-254.

[4]陶宇,伍津津,吴国选,等.小型香猪复方壳多糖组织工程皮肤的构建及组织学特点[J].实用医药杂志,2014,31(3):233-235.

[5]陈波,汪洪丹,吴健康,等.无针注射器数值模拟和工作特性分析[J].中国机械工程,2008,19(2):196-199.

[6]唐悦玲,李小静.病理性瘢痕与炎性反应[J].中华整形外科杂志, 2014,30(1):76-78.

[7]Baxter J,Mitragotri S.Needle-free liquid jet injections:mechanisms and applications[J].Expert Rev Med Devices,2006,3(5):565-574.

[8]Hoffman PN,Abuknesha RA,Andrews NJ,et al.A model to assess the infection potential of jet injectors used in mass immunization [J].Vaccine,2001,19(28-29):4020-4027.

[9]Kumar B,Zuheb R,Rapolu U.Needle free injection systems[J]. Int J Pharm Sci Res,2013,4(1):132-147.

R619+.6

A

1673－0364（2015）03－0136－03

10.3969/j.issn.1673-0364.2015.03.005

2015年4月18日；

2015年5月20日）

上海高校青年教师培养资助计划（2011-shjdy33）。

200011上海市上海交通大学医学院附属第九人民医院皮肤科。

陈骏（E-mail：chenjun125125@126.com）。

Pattern Study of Needle-free Injector in Treating Keloid LIU Yang,HUANG Ruozhen,CHEN Xiangdong,SUN Qilin, CHEN Jun.Department of Dermatology and Dermatologic Surgery,Shanghai Ninth Peop le's Hospital,Shanghai Jiaotong University School of Medicine,Shanghai 200011,China.Corresponding author:CHEN Jun(E-mail:chenjun125125@126.com).【Abstract】Ob jective To explore the model of drug penetration using low-pressure needle-free injector in treating keloid.M ethods The drug was injected into the dorsal skin of fragrance pigs and in vitro keloid tissues with needle-free injector.The degree of diffusion and depth under different pressures and dosages were observed,and the pattern of the drug diffusion was also inspected.Results The degree of dispersion and depth were increased with the dosage under the same pressure,and the two values also showed a rise trend with the increase of the pressure in the same dosage.Using the traditional needle injection,the drug showed a nodular distribution in the keloid tissues.However,the drug was distributed in the superficial layer of the tissues under 150 psi using needle-free injector,“T”shape under 175 psi and“I”shape under 200 psi.Conclusion Under 150 psi and 175 psi,the drug can be injected into the superficial dermis and all the layers of keloid respectively by needle-free injector,while under 200 psi,it is appropriate for the treatment of the deeper and more compact keloid.