楊子微,王俊霞,車雅敏,單士軍
(天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院皮膚性病科,天津 300052)
瘢痕是由各種創(chuàng)傷如燙燒傷、外科手術(shù)、嚴(yán)重外傷所致的皮膚組織形態(tài)和組織病理學(xué)改變后愈合的生理反應(yīng),它是機(jī)體創(chuàng)傷修復(fù)的必然形式。瘢痕組織早期過(guò)度愈合或后期過(guò)度萎縮均會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生不良影響,如皮膚外觀改變及功能障礙等。瘢痕的形成機(jī)制尚未明確,目前大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為與創(chuàng)傷修復(fù)中成纖維細(xì)胞,細(xì)胞外基質(zhì)中膠原及一些細(xì)胞因子和信號(hào)通路有關(guān)。其中常見(jiàn)的有:轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子 β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1),Ⅰ型前膠原和Ⅲ型前膠原,白細(xì)胞介素-10(interleukin-10,IL-10)等。薰衣草屬唇形科亞灌木,在我國(guó)主要分布于伊犁地區(qū)。薰衣草因其藥效廣泛,在古羅馬時(shí)期已開(kāi)始廣泛應(yīng)用,也是中國(guó)維吾爾醫(yī)藥中的重要藥材。有研究證明薰衣草油具有抑菌、提高免疫功能、降血壓、松弛平滑肌、鎮(zhèn)靜催眠、抗凝血等作用[1]。本研究旨在通過(guò)觀察薰衣草油對(duì)深Ⅱ度燙傷小鼠上背部創(chuàng)面和瘢痕的治療作用分析并探討其機(jī)制。
1.1 藥物與試劑 精油配置液(薰衣草油與橄欖油以1∶4比例混合配置),多磺酸粘多糖乳膏(喜遼妥,MobilatProduktionsGmbh),8%硫化鈉,1%水合氯醛溶液,白細(xì)胞介素-10酶聯(lián)免疫檢測(cè)試劑盒,一型前膠原蛋白酶聯(lián)免疫檢測(cè)試劑盒,三型前膠原蛋白酶聯(lián)免疫檢測(cè)試劑盒,轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1酶聯(lián)免疫檢測(cè)試劑盒(上海寶曼生物技術(shù)有限公司),甲醛,70%乙醇。
1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 昆明小鼠32只,6~8周齡,雄雌各半,體質(zhì)量22~25 g,來(lái)源于天津醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1實(shí)驗(yàn)分組小鼠在恒定的室溫[(25±1)℃]和濕度(60%)條件下適應(yīng)性喂養(yǎng)1周。隨機(jī)分為4組,分別為空白組、模型組、多磺酸粘多糖組和精油組。空白組和模型組每組6只,其余兩組各10只,雄雌各半。各組分籠飼養(yǎng),保持自由飲水和標(biāo)準(zhǔn)飲食,定期清潔消毒。
1.3.2 造模 小鼠腹腔注射10%水合氯醛(400 mg/kg)麻醉,8%硫化鈉溶液進(jìn)行上背部的脫毛2 cm×4 cm。24 h后,小鼠局部外用70%乙醇消毒脫毛區(qū),將恒溫水浴箱水溫升至95℃恒溫,將小鼠脫毛區(qū)置于蒸汽口上端10 cm處10 s后移開(kāi),燙傷面積等于脫毛面積。建立小鼠深Ⅱ度的燙傷模型(病理切片觀察后證實(shí))。造模后腹腔注射生理鹽水2 mL以抗休克。
1.3.3 治療方案 治療期間各組小鼠分籠飼養(yǎng),自由飲水和標(biāo)準(zhǔn)飲食。模型組50 μL生理鹽水棉簽按摩。多磺酸粘多糖組2 g喜遼妥棉簽按摩。精油組50 μL薰衣草油棉簽按摩。每日兩次,間隔12 h,連續(xù)給藥28 d。
1.3.4 觀察及指標(biāo) 觀察小鼠燙傷處面積變化,炎癥感染情況,結(jié)痂及其脫落情況,瘢痕形成后顏色、面積、硬度的變化。第7天鼠尾取血和第28天眼球取血,第7天和第28天剪下部分瘢痕組織,轉(zhuǎn)速3 400 r/min離心15 min,分離上清液,血標(biāo)本和組織液標(biāo)本均-80℃冰箱保存?zhèn)溆?。ELISA試劑盒檢測(cè)TGF-β1、Ⅰ/Ⅲ型前膠原、IL-10的含量變化,按試劑盒說(shuō)明書操作測(cè)量。
1.3.5 病理學(xué)檢查 剪取治療28 d的小鼠瘢痕,10%甲醛固定,縱向和橫向切取寬約3~4 mm皮膚組織標(biāo)本,進(jìn)行石蠟包埋,切片厚度為4 μm,蘇木精-伊紅(HE)和染色,顯微鏡觀察病理學(xué)變化并測(cè)量表皮厚度、瘢痕厚度和毛囊情況。
1.3.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件,計(jì)算數(shù)據(jù)以±s表示,組間比較采用t檢驗(yàn)和單因素方差分析。P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[對(duì)于表皮厚度、瘢痕厚度兩指標(biāo)組間比較,組間比較采用LSD方法;毛囊指標(biāo)描述采用M(P25-P75)描述,組間比較采用Kruskall-Wallis H檢驗(yàn)]
2.1 皮損變化及瘢痕的觀察 記錄治療后第3天,模型組傷口有膿性分泌物。多磺酸粘多糖組傷口處有少許分泌物,精油組炎癥反應(yīng)輕。造模治療后第7天,模型組皮損大部分壞死,有滲出,痂皮厚硬,創(chuàng)緣紅腫明顯。多磺酸粘多糖組大部分痂皮覆蓋,可見(jiàn)少量肉芽組織,無(wú)滲出。精油組皮損處可見(jiàn)中量肉芽組織,無(wú)滲出。第28天,精油組皮損處干凈無(wú)痂皮,已全愈合,并有毛發(fā)生長(zhǎng)。多磺酸粘多糖組皮損痂皮部分脫落,少許創(chuàng)面未愈合。模型組皮損大部分痂皮覆蓋,痂皮硬厚且韌性,部分創(chuàng)面愈合(圖1)。
2.2 血清TGF-β1,IL-10濃度及變化 見(jiàn)表1。治療第7天,模型組大鼠血清中TGF-β1,IL-10含量較多磺酸粘多糖組升高(P<0.01)。與模型組比較,喜療妥外用可以提高血清中TGF-β1,IL-10含量水平(P<0.05)。薰衣草油外用可以顯著提高血清TGF-β1,IL-10含量,較多磺酸粘多糖組和空白組均有顯著差異(P<0.05)。治療第28天,精油組TGF-β1和IL-10基本降至正常水平,多磺酸粘多糖組稍高于正常水平,而模型組呈持續(xù)升高趨勢(shì)(P<0.05)。
圖1 每組瘢痕形態(tài)學(xué)觀察Fig 1 The morphological observation of scar in each group
表1 薰衣草精油對(duì)深Ⅱ度燙傷小鼠血清TGF-β1,IL-10含量影響(±s,ng/m L)Tab 1 The effect of Lavender oil on the content of TGF-β1,IL-10 in mice with Ⅱ-degree deep burn(±s,ng/mL)
表1 薰衣草精油對(duì)深Ⅱ度燙傷小鼠血清TGF-β1,IL-10含量影響(±s,ng/m L)Tab 1 The effect of Lavender oil on the content of TGF-β1,IL-10 in mice with Ⅱ-degree deep burn(±s,ng/mL)
*P<0.05與空白組比較,*#P<0.05與模型組比較,*&P<0.05與多磺酸粘多糖組比較
組別 n 造模前 造模后7 d 造模后28 d TGF-β1IL-10 TGF-β1 IL-10 TGF-β1 IL-10空白組 48.48±3.70模型組129.19±10.29* 58.54±4.17* 249.80±7.35* 67.25±2.83*多磺酸粘多糖組 265.58±9.95*# 73.64±8.10*# 116.40±19.78*# 59.70±3.59*#精油組 303.57±8.03*#& 88.08±3.90*#& 69.45±11.31*#& 50.06±6.16*#&6 6 1 0 64.3±9.25 10
2.3 組織中Ⅰ,Ⅲ型前膠原比值的變化 見(jiàn)表2。
表2 薰衣草精油對(duì)深Ⅱ度燙傷小鼠組織液中Ⅰ,Ⅲ型前膠原比值的影響(±s)Tab 2 The effect of Lavender oil on the content of PC Ⅰ/Ⅲin mice with Ⅱ-degree deep burn(±s)
表2 薰衣草精油對(duì)深Ⅱ度燙傷小鼠組織液中Ⅰ,Ⅲ型前膠原比值的影響(±s)Tab 2 The effect of Lavender oil on the content of PC Ⅰ/Ⅲin mice with Ⅱ-degree deep burn(±s)
*P<0.05 與空白組比較,*#P<0.05 與模型組比較,*&P<0.05 與多磺酸粘多糖組比較
組別 n 造模前 造模后7 d 造模后28 d空白組 6 1.35±0.04模型組 6 4.02±0.24* 7.31±0.47*多磺酸粘多糖組 10 3.64±0.33*# 2.29±0.29*#精油組 10 3.20±0.27*#& 1.79±0.51*#&
治療第1天至第28天,模型組小鼠組織中Ⅰ/Ⅲ型前膠原比值逐漸升高 (P<0.05)。與模型組比較,喜遼妥外用可降低組織中Ⅰ/Ⅲ型前膠原比值(P<0.05)。薰衣草油外用可顯著降低組織中Ⅰ/Ⅲ型前膠原比值,與空白組和喜遼妥組比較均具有顯著性差異(P<0.05)。治療第28天,薰衣草油組中Ⅰ/Ⅲ型前膠原比值降至正常水平。多磺酸粘多糖組仍稍高于正常水平,而模型組持續(xù)升高。
2.4 病理學(xué)檢測(cè) 見(jiàn)圖2。圖2A示正常小鼠皮膚,表皮薄,毛囊稀疏,真皮膠原稀疏。圖2B示第28天模型組小鼠皮膚表皮與毛囊增生,真皮膠原纖維增生,瘢痕增生劇烈。真皮膠原纖維化且大量成纖維細(xì)胞增殖,膠原纖維分布紊亂。圖2C示多磺酸粘多糖組28 d小鼠真皮膠原纖維增生,瘢痕增生劇烈,毛囊增生,但較模型組有所改善。圖2D示薰衣草油治療28 d小鼠創(chuàng)面表皮輕度增生,真皮膠原纖維增生顯著弱于多磺酸粘多糖組和模型組,瘢痕增生不顯著。毛囊增生,但較模型組有顯著改善。
圖2 各組小鼠皮膚病理改變(HE×40)Fig 2 Pathological changes of mice skin lesions in each group(HE×40)
2.5 顯微鏡下觀察表皮厚度、瘢痕厚度和毛囊情況 結(jié)果顯示薰衣草油外用可以顯著抑制創(chuàng)面表皮及毛囊的增生,可以顯著抑制瘢痕的形成,見(jiàn)表3~5。
表3 各組表皮厚度比較Tab 3 Comparison of epidermis thickness among four groups
表4 各組瘢痕厚度比較Tab 4 Comparison of scar thickness amony four groups
表5 各組毛囊比較Tab 5 Comparison of hair follicle amony four groups
對(duì)于達(dá)到真皮及以下組織的損傷,機(jī)制通過(guò)瘢痕來(lái)修復(fù)。因此瘢痕是創(chuàng)傷愈合結(jié)果的一種形式[2]。深Ⅱ度燙傷是涉及皮膚表層和真皮乳頭層以下的損傷,其愈合過(guò)程分為3個(gè)時(shí)期:炎癥反應(yīng)期、肉芽組織形成期、組織重塑期。這3個(gè)時(shí)期是否能夠準(zhǔn)確精細(xì)的調(diào)節(jié),直接影響皮膚有無(wú)瘢痕愈合方式的發(fā)生[3]。創(chuàng)傷愈合是由許多細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子高度影響的一系列過(guò)程。生長(zhǎng)因子TGF-β1在傷口愈合的過(guò)程中對(duì)組織重構(gòu)和再上皮化有重要作用[4]。TGF-β1調(diào)節(jié)成纖維細(xì)胞的增殖及成纖維細(xì)胞合成膠原等細(xì)胞外基質(zhì)[5-6]。血清TGF-β1在瘢痕早期增高,后逐漸降低至恢復(fù)正常水平。實(shí)驗(yàn)證明,薰衣草油外用治療可以顯著降低燙傷小鼠血清TGF-β1水平,肉眼觀察創(chuàng)面愈合完善,且無(wú)顯著瘢痕遺留,病理觀察顯示了顯著的瘢痕抑制作用。這一結(jié)果說(shuō)明精油組較早進(jìn)入愈合后期,且愈合速度高于喜遼妥組,提示薰衣草油具有縮短創(chuàng)傷愈合病程的作用。
膠原是哺乳動(dòng)物中細(xì)胞間質(zhì)的主要成分,是皮膚的支架結(jié)構(gòu)。其各類型前膠原含量及比值的變化是瘢痕組織形成的基礎(chǔ),其中尤以Ⅰ/Ⅲ型前膠原比值作用重要[7]。創(chuàng)面愈合過(guò)程中,膠原的合成和降解平衡被各種原因破壞即可形成瘢痕[8]。人體正常組織和瘢痕組織中,Ⅰ/Ⅲ型前膠原比值存在顯著的變化[9]。以膠原為主的細(xì)胞外基質(zhì),其成分變化是瘢痕厚度和柔韌度的決定因素[10]。瘢痕組織中Ⅰ型前膠原過(guò)度分泌,皮膚膠原纖維排列紊亂,最終導(dǎo)致瘢痕形成。因此在皮膚創(chuàng)面愈合階段,Ⅰ/Ⅲ型前膠原比值可作為衡量創(chuàng)面愈合情況的最佳指標(biāo)[11]。該研究中,精油組早期Ⅰ/Ⅲ型前膠原比值略低于模型組,后期恢復(fù)于正常皮膚水平,說(shuō)明薰衣草油可改變組織中Ⅰ/Ⅲ型前膠原的比值,達(dá)到抑制瘢痕的作用。
喜療妥廣泛應(yīng)用于臨床,主要成分為類肝素多磺酸粘多糖,具有抗凝、抗炎和抑制瘢痕的作用。局部外用可抑制創(chuàng)面滲出,促進(jìn)血液循環(huán)和結(jié)締組織再生,及抑制透明質(zhì)酸酶活性[12-13]。肝素可對(duì)創(chuàng)面愈合過(guò)程中涉及的各類生長(zhǎng)因子的活性及與其受體結(jié)合的能力產(chǎn)生影響[14]。類肝素藥物治療深Ⅱ度燙傷創(chuàng)面,可有效改善血液循環(huán),促進(jìn)膠原和肉芽組織形成,最終使創(chuàng)面愈合以及抑制損傷平面加深[15]。
薰衣草油的主要成分包括芳樟醇(34.1%)、乙酸芳樟酯(33.3%)以及乙酸薰衣草酯和薰衣草醇類(3.2%)[16]。Lis-Balchin等[17]發(fā)現(xiàn)薰衣草油具有很好的抑菌作用。炎癥反應(yīng)是創(chuàng)面愈合必須經(jīng)歷的階段[18],IL-10是白介素家族中重要的抗炎細(xì)胞因子,可通過(guò)下調(diào)炎癥介質(zhì)控制機(jī)體炎癥反應(yīng)[19-20]。目前,重組人IL-10已應(yīng)用于臨床Ⅱ期試驗(yàn),研究其對(duì)外科手術(shù)所致創(chuàng)傷的治療作用[21]。本研究顯示小鼠外用薰衣草油治療后,早期血清中IL-10升高,后期降低至正常水平,提示其促進(jìn)抗炎因子IL-10的分泌,達(dá)到抗炎作用。
因此,筆者推測(cè)薰衣草油通過(guò)上調(diào)血清中TGF-β1,提高成纖維細(xì)胞活性,促進(jìn)膠原等細(xì)胞間質(zhì)合成,加速肉芽組織形成促進(jìn)創(chuàng)面愈合。同時(shí)通過(guò)上調(diào)血清中IL-10,控制組織炎癥反應(yīng),最終達(dá)到促進(jìn)創(chuàng)面損傷修復(fù)和抑制瘢痕的作用。相比較喜遼妥,顯示了顯著的治療效果。筆者選擇小鼠上背部瘢痕建立模型,是因?yàn)樵撎庉^其他位置更易形成瘢痕,且避免小鼠自身搔抓撕咬及舔舐影響實(shí)驗(yàn)觀察研究。在創(chuàng)面愈合的早期階段,肉芽組織的形成至關(guān)重要。外用薰衣草油治療,使瘢痕部位形成濕潤(rùn)環(huán)境,較普通環(huán)境更利于瘢痕組織細(xì)胞修復(fù)和新生肉芽組織的生長(zhǎng),可延長(zhǎng)藥物作用時(shí)間。同時(shí)薰衣草油的抗菌作用也為創(chuàng)傷組織愈合提供了良好的環(huán)境,其作為天然植物提取物無(wú)毒副作用,適合長(zhǎng)期使用。本研究證明薰衣草油對(duì)瘢痕有明確的治療作用,為其進(jìn)一步臨床應(yīng)用提供了思路和理論依據(jù)。本研究尚存不足,若能夠嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)材料和改良造模設(shè)備,恰當(dāng)延長(zhǎng)治療時(shí)間,則能夠更全面深入地了解薰衣草油在創(chuàng)面愈合和瘢痕形成中的作用。此外,為什么薰衣草油可在28天內(nèi)顯著改變血清中TGF-β1、IL-10和組織中Ⅰ/Ⅲ型前膠原比值?薰衣草油為何對(duì)I型和Ⅲ型前膠原的表達(dá)影響存在差異?針對(duì)成纖維細(xì)胞,薰衣草油是否能產(chǎn)生影響?這些問(wèn)題均可作為未來(lái)深入研究探討的方向,從而全面而深刻地認(rèn)識(shí)創(chuàng)面愈合和瘢痕形成過(guò)程。