碘对大鼠皮肤创伤修复影响的实验研究

碘对大鼠皮肤创伤修复影响的实验研究 碘对大鼠皮肤创伤修复影响的实验研究 第45卷第3期 2007年3月 山东大学(医学版) JOURNALOFSHANDONGU?ERS?YfHEALTHSCtENCES) Vo1.45No.3 Maur.2007 文章编号:1671—7554(2007)03—0257—05 碘对大鼠皮肤创伤修复影响的实验研究 陈礼新,王一兵 (山东大学山东省立医院烧伤整形科,山东济南250021) [摘要]目的:探讨碘对皮肤创伤修复的影响.方法:建立大鼠背部双侧圆形皮肤全层创伤模型,观察 创面愈合情况,测量其面积.应用免疫组化sP法血管内皮细胞生长因子(vEGF)的达,用图像分析系 统分析其表达情况,用光学显微镜观察组织形态学特征.结果:适当浓度的碘可明显缩短创面的愈合时间. 创伤后l,7d,10ItI组大鼠创面的愈合率显着高于生理盐水组(P<0.05或P<0.01),而1000HI组大鼠创 面愈合率则与生理盐水组相当.组织形态学结果显示,在大鼠创伤组织修复早期,10HI能够促进纤维细胞 增殖及新生毛细血管的形成,增强成纤维细胞与血管内皮细胞对VEGF的表达,1000HI则阻碍组织修复. 结论:适当浓度的碘有促进大鼠皮肤创伤修复的作用,过高浓度的碘则阻碍伤口愈合. [关键词]碘;创伤和损伤;血管生成因子;显微镜检查,电子 [中图分类号]R687[文献标识码]A Roleofiodineonwoundsintheskinofrats CHENLi—xin,WANGYi—bing (Depa~mentofBumandPlasticSurgery,ShandongProvincialHospital,ShandongUniversity, Jinan250021,Shandong,China) fABSTRACT]Objective:Tostudytheeffectofiodineonwoundsintheskinofrats.Methods:Abilateral mundfull— thicknesswoundWasmadeonthebackofWistarrats.ThebenefiteffectofiodineontheskinwoundWaseval— uatedbydeterminingclosuretimeandcontractingabilityoftheskinwound.TheexpressionofVEGFinthewoundtissues Wasdeterminedbyimmunohistochemicaltechniquesandallimageanalysissystem.Results:Theclosuretimeofskin woundsWassignificantlyshorterintheIOHI— treatedgroupsthanthatinthesodiumchloride-treatedgroups.Thepercent— ageofthewoundcontractionWashigherintheIOHI— treatedgroupsthanthatinthesodiumchloride—treatedgroups(P< 0.01andP<0,05)betweenthe1standthe7thdayafterwounding.ThereWasnodifferencebetweenthe1000HI- treatedgroupsandthesodiumchloride— treatedgroups,Histopathologicalresultsshowedthat10HIcouldpromotethefor- mationofnewbomcapillariesandtheproliferationoffibmblastsatanearlyperiodofwoundhealingandpromotetheex— DI1ssi0n0fVEGFflmmfibmblastsandthevascularendothelialcells;whereas1000HIreversedthese.Conclusion:Io— dineofbenefitconce:ntrationhastheabilitytopromotehealingintheskinofrats,butiodine0fhighconcentrationcall delayhealing. [KEYWORDS]Iodine;Woundsandinjuries;Angiogenesisfactor;Microscopy,electron 碘用于预防皮肤感染及处理伤口已有150多年 的历史了….直到现在I临床上仍广泛用于外科手术 f喜番界j袤嚣i鸽芫向:皮肤创伤修复.}蓑罹j羹{196 ? 4二;::圭墅喜:磊襄离爱裙簇菱[通讯作者]王一兵(一),男,硕士生导师,研究方向:皮 肤创伤修夏. 前消毒,皮肤消毒以及感染创面的处理等,其中聚维 酮碘是首选.近期有研究表明碘可能有促进创伤 258山东大学(医学版)45卷3期 愈合和止血作用,郭成浩等在研究高碘与隔膜型布 一 加综合征的关系时指出:隔膜型布一加综合征患 者肝静脉或临近的下腔静脉内壁细胞增殖和血栓形 成与其高碘饮水有关,同时在内皮细胞培养实验中 也观察到高碘可影响血管内皮细胞的生长,提示碘 与血管内皮细胞生长及血管的形态和功能有内在联 系.然而直接研究碘对创伤修复影响的报道较 少,国内外学者对碘可能有促进创伤愈合及其有效 浓度尚缺乏整体认识. 我们通过本研究建立大鼠皮肤创伤修复动物模 型,观察不同浓度的碘对大鼠皮肤全层损伤愈合过 程中肉芽组织生长状态,生长愈合时间以及创口超 微结构的改变同时检测创伤周边组织的VEGF,探 讨碘在创伤修复中的作用,为碘在创伤修复方面应 用提供实验依据. 1与方法 1.1材料 1.1.1实验动物SPF级Wistar大白鼠40只, 220,2'10g,由山东大学实验动物中心提供.动物常 规饲养,室温22,25?. 1.1.2仪器与试剂分析纯?由上海振欣试剂厂 生产;兔抗多克隆VEGF抗体与S-P显色试剂盒均 购自福州迈新科技有限公司;LKB—V型超薄切片机 由LEICA公司提供;H一800型透射电子显微镜系日 本日立公司生产;碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblastgrowthfactor,bFGF)购自珠海亿胜生物制药 有限公司;戊巴比妥钠由上海西唐科技公司生产;角 膜环钻由苏州医疗器械厂提供. 1.2方法 1.2.1创伤模型制备大鼠经腹腔注射1%戊巴 比妥钠30mg/kg麻醉,剃去背部毛,面积约4cm× 6cm,距脊柱旁开1.5cm,从上至下每侧用角膜环钻 切割3个圆形创面,上下创面间隔约2cm.创面直 径0.7cm,面积约0.385cm2,深至皮下,形成机械损 伤动物模型.造模后大鼠伤口暴露,单笼饲养. 1.2.2分组与给药每只大鼠的6个创面分别作 为阳性对照组,空白对照组,及?四个不同剂量组, 分别给予:?bFGF;?无菌生理盐水;?适量的碘, 含K10.3mg/L的去离子水;?10倍高碘,含? 300mg/啪去离子水(10HI);?100倍高碘,含? 30mg/啪去离子水(100HI);?1000倍高碘,含? 300mg/L的去离子水(1000HI),其中bFGF组为阳性 对照组,无菌生理盐水组为空白对照组,适量的碘浓 度与大鼠正常饮水碘浓度相当H].每日两次给药, 每次剂量以不溢出创面为宜.在创伤形成后的第 1,3,7天分别随机选取10只. 1.2.3创面愈合率测定于创伤后第1,3,7天用 透明薄膜描记创面面积,与原创面面积比较,计算创 面愈合率.愈合率(%)=原创面面积一现创面面积 /原创面面积×100%,评价创面愈合速度[5]. 1.2.4常规病理组织学切片染色4%中性低聚甲 醛缓冲固定液固定标本,常规脱水,包埋,切成5ttrn 切片,HE染色,光镜观察. 1.2.5免疫组化染色取皮肤创缘及周围0.5cm 左右宽的组织,4%中性低聚甲醛缓冲固定液固定标 ,用sP法进 本48h(4oC),石蜡包埋,切成5ttrn切片 行免疫组化染色.免疫组化染色均设阳性和阴性对 照,阳性对照用阳性的皮肤组织,阴性对照用PBS 代替一抗.并用图像分析系统对结果进行定量分 析. 1.2.6透射电镜观察取皮肤创缘及其周围 0.2crr左右宽的组织,取其真皮中部,切成1mn3x 1mn3x0.5mn3大小,立即置于预冷的2.5%戊二醛 固定,1%锇酸后固定,常规脱水后环氧树脂包埋,制 成半薄切片进行定位,然后制成超薄切片,醋酸铀及 枸橼酸铅染色,以H一800型透射电子显微镜观察. 1.3统计学处理实验所得数据以(元?s)表示, 用t检验比较组间差异,用SPSS11.5软件进行方差 分析,P<0.05为差异有统计学意义. 2结果 2.1创面一般观察生理盐水组,bFGF组及各浓 度用药组之间创面修复情况有明显差别.伤后24h,10HI组与bFGF组伤口开始收缩且出现少许红 晕,表明肉芽组织已在生长,而其他各组伤口湿润; 伤后3d,10HI组与bFGF组肉芽组织生长明显,局 部已长出薄皮或点状上皮,创缘皮肤收缩明显;伤后 7d,10HI组与bFGF组伤口干燥,无感染,创面已基 本为肉芽组织所填充,伤口已大部分愈合,而生理盐 水组和1000HI组伤口湿润,有渗出,仅见薄层肉芽, 伤口新生上皮较少.伤后10d,10HI组与bFGF组 创面基本愈合,而1000HI组创面愈合欠佳,见图1. 2.2碘对创面愈合率的影响创伤后第1,3,7天 大鼠创面愈合率,见表1.10HI组与生理盐水组伤 后各时相点创面愈合率相比较差异均具有显着性 (P<0.05或P<0.01),而10m组与bFGF组比较 差异没有统计学意义;1000HI组与生理盐水组比较 陈礼新,等碘对大鼠皮肤创伤修复影响的实验研究 差异投有统计学意义. 图l各时间点,各组刨面情况 A:伤后Od B:为伤后3d c:为伤后7d l:bFcF组 2:生理盐木组 3:NI组 4:i0m组 5:10o}?组 6:1000m组 rigl口?Iofskinatdifferent6?in'1i A:Resultjt舳wotn~ng B:Re~Jh0nthe3】_ddayafterwminE C:P~salt呷7mdaflerun I:Re.ItdbFGF-t~atmentIgn~up 2:ResultldiulllChlorlde-trea~nentg~oup 3:Resultthenormaliodine-t~eatroent目_0LI【) 4:Pt~slAl!】0HI—I曲,)entgroup 5:Pmmdt0rl00HLtre.almenlgmup 6:Ruhof10flOHl-treatmentgroup 表1各组大鼠皮肤伤121愈合率(?s,=10) (O.?,'(0.O1生理盐农纽 2.3HE染色观察伤后3d,10HI组和bFGF组均 有明显的单核细胞渗出,伴有成纤维细胞和毛细血 管的增生,而生理盐水组和1~OOHI组坏死组织未完 全清除,有少量的单核细胞渗出,有散在的成纤维细 胞形成.伤后第7天,IOHI组和bFGF组伤口周围 表皮细胞覆盖大部分伤口,肉芽组织生长旺盛,皮下 成纤维细胞生长活跃,数量多,其毛细血管胚芽数量 多于生理盐水和l0OOHI组,见圈2,图3. 2.4免疫组织化学观察VEGF主要分布在成纤维 细胞及血管内皮细胞的胞浆中,创伤早期生理盐水 组VEGF为弱阳性,而bFGF组及各补碘组则为强阳 性.其差异有统计学意义(P<0.05或P'0..1) 创伤中后期各组?F表达均减弱,但补碘组仍高于 生理盐水组见图4,图5.定量分析结果,见表2 2.5电镜观察结果术后7d10HI组与bFGF组基 本相似,基底膜(basementmembrane,BM)完整.可见 半桥粒,基底细胞呈较低电子密度,各细胞之间空隙 较大,有桥粒连接,靠近基底的细胞之同有炎细胞浸 润.炎细胞与其他上皮细胞之间没有连接结掏,成纤 维细胞(fibr~blast,Fb)电子密度适中,周围有大量排 列规则的胶原纤维(collagenfnber.Co)见图6, 图7 囤4伤后3d,生理盐水组伤口肉芽组织vEcF染色结果 (sP法x400) Fig.4Expr~sionofVEGFofgranulationtissuesof出n~undsat the3rdd?alIwotu~nginthesodiumchloride-treatment groups(SP-stained,×40O) 山东大学(医学版)45卷3期 图5伤后3d,IOHI组伤口肉芽组织VEGF染色结果(SP法 x40O) F.5Exp?ofVEGF0fgranulationtissuesofskinwounds日t the3rddayafterwoundinginthesgldilJll~IOHI.h~e.atment groups(SP-stainerlx400) 表2各组大鼠皮肤伤口VEGF表达图像 分析结果(j?.n=lO) l尸<0.05,<001v生理盐水组 图6IOHI组伤后7d创面肉芽组织中BM超微结筒 F.6SuperstructureofBMbetween(mUsingnmulationtissuesin sldT】womadsI】nthe7thdayafter~xnJndhtgtestedan electronm~emscope10}?一treatmentgroup 图71014[组伤后7d创面肉芽组织中co超微结构 Fig7Supe~ctttreofCoingranulationtissuesin81wounds ?the7thdayafter~unttingt~tedhvanelectronmJc~J— scI.10HI-trealme,nlgroup 术后7dl0OOHI组基底膜不完整,半桥粒减少, 上皮细胞之问空隙较大,桥粒连接明显减少,几个成 纤维细胞的横断面,胶原纤维排列紊乱,可见电子密 度很高的成纤维细胞,见图8,图9 skinwo~ds0nthe7thdayafterwcmndingtestedbvan electronmf.moI]e.10~OH1一treatznentgroup 圈91000HI纽伤后7d创面肉芽组织中c0超微结构 Fig9SuperstructureofCaingranulationtissuesinsLdnwounds [郴the7thafIwoundingtesledbya/Ielectronmicro— scope,10c]0}?-'a:e.at~entp 3讨论 皮肤创伤修复是一个复杂的生物学过程.通常 是由成纤维细胞增殖分化,新生血管的形成,细胞外 基质纤维化和表皮细胞增生覆盖创面等综合作用的 结果本研究结果显示.IOHI在早期明显促进一 系列细胞参与炎性反应,如巨噬细胞,单核细胞,成 纤维细胞增多,因而有助于早期清除伤口附近的坏 死组织,吞噬病原菌以及促进肉芽组织生长.加快伤 口收缩,与生理盐水组创面比较,差异显着(P< 0.0】);而较高浓度的碘(1O00H/)对此则有抑制作 用,与生理盐水组比较差异不大. VEGF在血管发生的过程中发挥重要作用 新生血管为刨伤部位的细胞提供氧,营养物质和生 物活性物质,促进创面的愈合.?F能通过作用 于血管内皮促使其增殖,迁移.从而促进新生血管的 形成,加速刨面的血供,达到愈合的目的.本实验 表明.10HI组创面的VEGF的表达明显高于生理盐 水组可能是其促进创伤修复的机制之一.然而 IOOHI盈1OOOHI组刨面的VEGF的表达较IOHI组 强但其愈合时间反而延长,其机制是值得深入研究 的课题 近期国外许多学者发现,含碘的水凝胶敷料能 促进刨面的愈合.ThornRM等发明一种能缓慢释 陈礼新,等.碘对大鼠皮肤创伤修复影响的实验研究26l 放碘的外用水凝胶敷料,该敷料有较强的广谱杀菌 作用,同时促进创面迅速愈合].德国的VogtPM 等研究也认为,含聚维酮碘(含有效碘3%)的水凝 胶应用于皮片移植中能促进皮片的上皮形成,提高 皮片的成活率,特别是能加快吸烟者的创伤愈 合u.另有研究表明,含有聚维酮碘和脂质体的水 凝胶能改善裸鼠创面的微循环,促进创伤修复n]. 本实验结果表明,在创伤局部应用适当浓度的碘可 促进创伤修复早期创面的收缩,纤维细胞的增生及 毛细血管的形成,而且能加速成纤维细胞及血管内 ,从而促进创伤修复.碘是 皮细胞对VEGF的分泌 否通过促进其他内源性细胞因子的表达而产生作用 以及高浓度碘阻碍创伤修复的机制有待进一步的研 究. [参考文献] l1JSelvaggiG,MonstreyS,vailLanduytK,eta1.Theroleof iodineinantisepsisandwoundmanagement:areappraisal lJJ.ActaChirBelg,2003,103(3):241-247. [2]FlynnJ.Povidone-iodineasatopicalantisepticfortreating andpreventingwoundinfection:alltemturereview[J].BrJ CommunityNuts,2003,8(6Supp1):36.42. [3]郭成浩,边建朝,王佾,等.山东省菏泽地区隔膜型 布一加综合征外环境饮用水多元素测定[J].中国地方 病学杂志,2OO5,24(2):207.209. 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