為探討聚乳酸/乙醇酸(PLGA)膜對兔腹腔術后粘連的預防作用及其機制。將66只日本大耳白兔隨機分成正常對照組、模型對照組和PLGA膜組。除正常對照組外, 其余各組均采用多因素法制作兔腹腔術后粘連模型, PLGA膜組創面貼覆PLGA膜, 模型對照組創面不處理, 并在不同時間點測定血常規、血漿肝腎功能和纖維蛋白原含量, 分別在術后1、2、4、6、12周時, 處死動物并評定腹腔粘連程度。取盲腸組織行Masson染色和轉化生長因子-β1(TGF-β1)免疫組化法, 觀察膠原纖維的增生和TGF-β1陽性表達情況。術后粘連程度顯示PLGA膜組明顯低于模型對照組, 并對肝腎功能、血常規指標均無明顯影響, 但分別在術后1周和2周能顯著降低纖維蛋白原含量和白細胞數目, 并且膠原纖維面密度和TGF-β1的總光密度均顯著低于模型對照組。結果表明, PLGA膜可有效預防兔腹腔術后粘連, 其與減少纖維蛋白原的滲出, 抑制膠原纖維組織的增生和TGF-β1的過表達有關。
引用本文: 龐秀炳, 潘永明, 華菲, 孫朝英, 陳亮, 陳方明, 朱科燕, 徐劍欽, 陳民利. 聚乳酸/乙醇酸膜預防兔腹腔術后粘連的實驗研究. 生物醫學工程學雜志, 2015, 32(1): 146-151, 162. doi: 10.7507/1001-5515.20150027 復制
引言
腹部術后粘連是臨床上常見且十分棘手的難題,據調查顯示,67%~93%以上的臨床患者在腹腔術后出現粘連[1],其不僅可導致腹痛、不育和潛在的致命性腸梗阻等嚴重并發癥,而且嚴重影響患者的生活質量[2]。可見,如何預防腹腔術后粘連是外科手術中亟待解決的醫療問題。近年來,許多學者對腹腔術后粘連的發生機制進行了深入研究,發現纖維蛋白的滲出是引起腹腔術后粘連的共同途徑[1],并發現轉化生長因子-β1(transforming growth factorβ1,TGF-β1)是一種重要的細胞因子,對術后粘連過程的啟動和終止組織修復起著重要的作用[3]。聚乳酸/乙醇酸[poly(lactic-co-glycotic acid),PLGA]膜是一種聚合而成的高分子可降解生物材料,本研究旨在觀察PLGA膜對兔腹腔術后粘連的預防作用,并探討其可能的作用機制。
1 材料與方法
1.1 實驗動物分組
普通級日本大耳白兔66只,體重為1.9~2.1 kg,雌雄各半,由上虞市星火兔業養殖場提供[SCXK(浙)2008-0036]。經適應性飼養7 d后,隨機分成三組,正常對照組6只,模型對照組30只,PLGA膜組30只;均飼養于浙江中醫藥大學動物實驗研究中心兔飼養室[SYXK(浙)2008-0116],室溫為20~22℃,相對濕度為50%~70%,自由采食和飲水,12 h/12 h明暗交替。
1.2 試劑材料及儀器設備
乳白色的PLGA膜(50 mm×60 mm×H012),由浙江普洛家園生物醫學材料有限公司提供;血常規試劑包(Siemens Medical Solutions Diagnostics公司),纖維蛋白原(fibrinogen, FIB)試劑盒(德國Siemens Healthcare Diagnostics Products GmbH公司);谷丙轉氨酶(alanine aminotransferase, ALT)、谷草轉氨酶(aspartate aminotransferase,AST)、血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)、肌酐(creatinine,CREA)試劑盒(上海申能德賽診斷技術有限公司);兔抗TGF-β1抗體(Santa Cruz生物技術公司),羊抗兔二抗(北京中杉金橋生物技術有限公司),7020型全自動生化儀(日本日立公司),CA500型全自動血凝分析儀(日本Sysmex公司),2120型五分類全自動血液分析儀(美國拜耳公司),病理切片設備(美國Microm公司),H550S型倒置顯微鏡(日本NIKON公司)。
1.3 實驗方法
1.3.1 制作兔腹腔術后粘連模型
采用多因素法復制術后粘連模型[4],所有動物禁食不禁水20 h,以3%戊巴比妥鈉溶液1 mL/kg耳緣靜脈注射麻醉,麻醉成功后仰臥位固定,腹部備毛,常規消毒并鋪巾,取下腹正中線切口約5 cm,提出盲腸并置于無菌紗布上,使漿膜干燥,然后在控制損傷面積內(5 cm×3 cm)用銼刀輕刮漿膜面10遍,造成輕度點狀滲血,再加三滴無水乙醇于創面上,隨后在每側控制損傷面積(5 cm×2 cm)用銼刀刮傷相對應的雙側腹壁各10遍,其中PLGA膜組在盲腸漿膜損傷面上貼覆5 cm×3 cm的PLGA膜,模型對照組損傷后不處理。回納盲腸,逐層縫合關閉腹腔,清創處理后放回飼養。正常對照組行腹正中線切開,不做損傷處理。術后各兔肌注青霉素鈉4萬單位,連續2 d。
1.3.2 觀察內容
①血常規、肝腎功能和FIB含量指標測定:于術前、術后1、2、4、6、12周時取兔耳中動脈血,測定血常規、肝腎功能和FIB含量。②粘連評分和病理組織學檢查:分別在術后1、2、4、6、12周時取模型對照組和PLGA膜組各6只麻醉處死,正常對照組于12周時麻醉處死,剖腹并觀察粘連程度及PLGA膜的降解情況,并參照Phillips[5]分級標準進行分級評分,標準如下:無粘連為0級;經處理的盲腸同周圍的腸壁、系膜、腹壁等形成膜狀粘連和/或絲狀粘連,易鈍性分離為Ⅰ級;明顯的粘連帶,易鈍性分離為Ⅱ級;較牢固的粘連,不易鈍性分離,需銳性分離,分開部位有出血為Ⅲ級;粘連成團,鈍、銳性都不易分離為Ⅳ級。然后取粘連盲腸組織,10%中性甲醛固定,脫水、透明包埋和石蠟切片,行Masson染色和TGF-β1免疫組化染色,并用Carl Zeiss自動圖像分析系統進行定量分析,計算膠原纖維染色的面密度百分率(膠原纖維面積/統計場面積×100%)和TGF-β1陽性表達的總光密度,每張切片在高倍視野下選取5個面積大小基本一致的陽性區域進行分析。
1.4 統計學處理
用SPSS 19.0統計軟件,計量資料以
2 結果
2.1 對血漿肝腎功能和FIB含量的影響
試驗期間,模型對照組FIB含量與正常對照組比無明顯差異(P>0.05);與模型對照組比較,PLGA膜組FIB含量在術后1周時降低顯著(P<0.05);其余各指標各組間比較均無統計學差異,如表 1所示。

2.2 對血常規參數的影響
與正常對照組比較,模型對照組術后1~2周時血小板數目(blood platelet,PLT)明顯升高(P<0.05);與模型對照組比較,PLGA膜組術后2周時能顯著抑制白細胞數目(white blood cell,WBC)的升高(P<0.05);其余各指標各組間比較均無統計學差異,如表 2所示。

2.3 大體觀察和術后粘連程度的評分
大體觀察顯示PLGA膜植入1周時膜色澤為白色、降解不明顯;從植入2周開始部分降解,膜色澤變為肉紅色,至12周時已降解較為完全,大多崩解為土黃色透明薄膜,其降解物基本上被組織所吸收,如圖 1所示;與正常對照組比較,模型對照組在術后1~6周時粘連程度以II~IV級為主,術后12周時粘連程度略有降低;與模型對照組比較,PLGA膜組術后粘連程度明顯減輕且大部分以0~II級為主,各時間點粘連評分均明顯低于模型對照組(P<0.05);術后12周時PLGA膜組與正常對照組差異無統計學意義,如表 3所示。


2.4 對盲腸組織膠原纖維和TGF-β1表達的影響
結果顯示,與正常對照組比較,模型對照組術后1~12周各時間點盲腸粘連組織TGF-β1表達明顯增加(P<0.05),呈棕黃色陽性著色;與模型對照組比較,PLGA膜組兔盲腸粘連組織可見少量的TGF-β1表達,其陽性表達的總光密度均明顯低于模型對照組(P<0.05),如圖 2和圖 3(a)。Masson染色后膠原纖維易被酸染為藍色,正常對照組結構清晰完整,膠原纖維增生為陰性,而模型對照組膠原纖維呈深藍色,增生明顯;PLGA膜組膠原纖維呈不同深淺的藍色,但較模型對照組明顯減輕,如圖 4所示;另外,模型對照組術后1~12周的膠原纖維面密度均明顯高于正常對照組(P<0.05),而PLGA膜組術后4~12周時膠原纖維面密度均顯著低于模型對照組(P<0.05),如圖 3(b)所示。


(a)TGF-β1總光密度;(b)膠原纖維面密度與正常對照組(12周)比,△
(a) TGF-β1 integrated optical density; (b) collagen fiber density Compared with normal control group at 12 weeks, △

3 討論
眾所周知,粘連的形成具有普遍性,故必須了解其粘連形成的發生。漿膜面(如腹膜)是由間皮細胞構成,且間皮細胞能產生表面活性物質磷脂化合物,具有纖溶活性、防止粘連和血栓形成作用,還能產生參與組織修復和細胞外基質重建的細胞因子。一旦腹膜表面被損傷,凝血級聯反應會導致纖維蛋白沉積物的形成,使得聚合的纖維蛋白單體形成網路參與創傷愈合或組織粘連發生[6]。
目前防粘連的方法主要包括改進外科技巧、化學治療及機械屏障材料等。可是在術中除嚴格遵守手術操作規范,避免不必要的腹部切口,防止腸道內分泌物的外漏和使用無滑石粉手套外,還有一個重要的因素是手術途徑的選擇,如采用腹腔鏡手術能減少粘連的形成,但也有一些學者認為單靠改進外科技巧并不能有效減少術后粘連的形成[7]。化學處理是通過抑制成纖維細胞的增殖來阻止持續性纖維蛋白的形成。常用的藥物有抗炎非固醇、皮質類固醇、鈣通道阻斷劑、組胺受體拮抗劑、抗生素、纖維蛋白溶解劑、抗凝血劑、抗氧化劑、選擇性免疫抑制劑等。但當前普遍認為應用屏障類防粘連材料將易形成粘連的部位隔開,直到間皮細胞修復完成,可有效預防粘連的形成[8]。而一個理想的屏障類防粘連材料必須具備可生物降解的、安全、無炎性、無免疫性、并能維持至腹膜表皮細胞再生過程結束時、創面黏附性好或能釘合、在有血液時仍能保持活性,能快速、簡便的應用等特性。近來,生物降解高分子材料如透明質酸及其衍生物、殼聚糖及其衍生物、氧化纖維素等,因其良好的生物相容性、植入人體內后可降解吸收,已成為國內外臨床或實驗研究的熱點。但研究發現,氧化纖維素、透明質酸等產品存在降解速率快,有的甚至在1周內完全降解,而且葡聚糖、透明質酸、艾考糊精等液體材料在臨床使用中較易流失,留存時間短等缺點,僅適用于產科等愈合周期短的術后粘連[9];殼聚糖類防粘連產品雖在體內降解速率大約在2~4周,可用于機械性損傷、外源性物質植入、盆腹膜損傷等引起的粘連。可是以上產品原料大多來自生物體,如果純度不高的話,會產生抗原性,并有研究顯示透明質酸鈉、殼聚糖等單一材料使用存在防粘連效果參差不齊等缺點[10]。因此,復合材料的應用前景被看好,是近年來一個新的研究方向。
PLGA膜是由乳酸和乙醇酸聚合而成的醫用復合生物材料,不存在動物提取物的潛在危險,無抗原性,具有良好的生物相容性和血液相容性,力學性能好、組織反應輕微,還能在生理條件下自然降解,降解為單體乳酸后,參與體內代謝,最終分解為H2O和CO2,對生物體無明顯的毒副作用[11-12],美國FDA已批準PLGA可作為供臨床使用的制劑材料[13],并且其降解時間可通過調整PGA與聚乳酸合成共聚物時的比例來改變降解速率。因而,以PLGA為載體的控釋和緩釋給藥系統逐漸被應用和開發,具有十分理想的應用前景。本結果顯示,體內植入PLGA膜后對實驗兔的肝腎功能和血液學指標并無明顯影響,表明PLGA膜對機體無明顯的毒副反應;且體內植入2周開始降解,至12周時已降解較為完全,大多崩解為土黃色透明薄膜,其降解物基本上被組織所吸收;而且PLGA膜材料薄而柔軟、韌性適宜,無論從材料結構、降解速率和程度以及組織相容性、血液相容性等方面來看,均符合生物材料的要求。研究結果亦顯示PLGA膜可明顯減少腹腔術后粘連的評分,這與Dinarvand等[13]報道PLGA膜能明顯減少小鼠腹壁和腹膜粘連的結果較為一致。本研究的PLGA膜在體內降解速率大約為2~12周,比殼聚糖類等其它防粘連產品降解速率長,能有效起到隔離創面,并維持一段時間的完整性,充分保證隔離時間,直至完全愈合的優勢。
粘連的形成是由于黏膜損傷和創面組織上纖維蛋白基質的沉積而產生的,使得纖維蛋白降解不完全而發生機化,最終形成纖維性粘連[14]。提示防粘連發生的物質必須具有降解纖維蛋白、修復凝血過程、抑制膠原合成或在創傷表面形成屏障的作用。而PLGA膜可明顯抑制術后早期白細胞數目和FIB的升高,Masson染色顯示腹腔術后粘連模型組膠原纖維明顯增生及膠原化程度明顯,而PLGA膜組的膠原纖維組織增生明顯減輕,表明PLGA膜在術后粘連早期能形成生物屏障,有效隔離粘連形成中的一些重要炎癥因子的產生,降低微血管的通透性和FIB的滲出,從而減輕炎癥反應和抑制膠原纖維的增殖,最終抑制粘連的形成。另外,TGF-β1可影響創傷的愈合進程[15],且TGF-β1與瘢痕的形成關系密切,能促進成纖維細胞的增殖,增加膠原合成與沉積,提高I型膠原mRNA的表達,故在修復進程中TGF-β1的過表達可導致瘢痕的過度增生和纖維化[16]。結果顯示,模型對照組盲腸術后粘連組織中TGF-β1表達明顯增加,而PLGA膜可減少TGF-β1的表達,進一步證實PLGA膜還可通過抑制成纖維細胞的增殖,降低膠原合成與沉積,達到預防術后粘連的作用。
由此可見,PLGA膜可有效預防兔腹腔術后粘連,其主要機制:一方面通過機械屏障隔離作用,避免瘢痕組織與漿膜相接觸;另一方面通過減少FIB的滲出,抑制膠原纖維組織增生和TGF-β1的過表達有關。
引言
腹部術后粘連是臨床上常見且十分棘手的難題,據調查顯示,67%~93%以上的臨床患者在腹腔術后出現粘連[1],其不僅可導致腹痛、不育和潛在的致命性腸梗阻等嚴重并發癥,而且嚴重影響患者的生活質量[2]。可見,如何預防腹腔術后粘連是外科手術中亟待解決的醫療問題。近年來,許多學者對腹腔術后粘連的發生機制進行了深入研究,發現纖維蛋白的滲出是引起腹腔術后粘連的共同途徑[1],并發現轉化生長因子-β1(transforming growth factorβ1,TGF-β1)是一種重要的細胞因子,對術后粘連過程的啟動和終止組織修復起著重要的作用[3]。聚乳酸/乙醇酸[poly(lactic-co-glycotic acid),PLGA]膜是一種聚合而成的高分子可降解生物材料,本研究旨在觀察PLGA膜對兔腹腔術后粘連的預防作用,并探討其可能的作用機制。
1 材料與方法
1.1 實驗動物分組
普通級日本大耳白兔66只,體重為1.9~2.1 kg,雌雄各半,由上虞市星火兔業養殖場提供[SCXK(浙)2008-0036]。經適應性飼養7 d后,隨機分成三組,正常對照組6只,模型對照組30只,PLGA膜組30只;均飼養于浙江中醫藥大學動物實驗研究中心兔飼養室[SYXK(浙)2008-0116],室溫為20~22℃,相對濕度為50%~70%,自由采食和飲水,12 h/12 h明暗交替。
1.2 試劑材料及儀器設備
乳白色的PLGA膜(50 mm×60 mm×H012),由浙江普洛家園生物醫學材料有限公司提供;血常規試劑包(Siemens Medical Solutions Diagnostics公司),纖維蛋白原(fibrinogen, FIB)試劑盒(德國Siemens Healthcare Diagnostics Products GmbH公司);谷丙轉氨酶(alanine aminotransferase, ALT)、谷草轉氨酶(aspartate aminotransferase,AST)、血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)、肌酐(creatinine,CREA)試劑盒(上海申能德賽診斷技術有限公司);兔抗TGF-β1抗體(Santa Cruz生物技術公司),羊抗兔二抗(北京中杉金橋生物技術有限公司),7020型全自動生化儀(日本日立公司),CA500型全自動血凝分析儀(日本Sysmex公司),2120型五分類全自動血液分析儀(美國拜耳公司),病理切片設備(美國Microm公司),H550S型倒置顯微鏡(日本NIKON公司)。
1.3 實驗方法
1.3.1 制作兔腹腔術后粘連模型
采用多因素法復制術后粘連模型[4],所有動物禁食不禁水20 h,以3%戊巴比妥鈉溶液1 mL/kg耳緣靜脈注射麻醉,麻醉成功后仰臥位固定,腹部備毛,常規消毒并鋪巾,取下腹正中線切口約5 cm,提出盲腸并置于無菌紗布上,使漿膜干燥,然后在控制損傷面積內(5 cm×3 cm)用銼刀輕刮漿膜面10遍,造成輕度點狀滲血,再加三滴無水乙醇于創面上,隨后在每側控制損傷面積(5 cm×2 cm)用銼刀刮傷相對應的雙側腹壁各10遍,其中PLGA膜組在盲腸漿膜損傷面上貼覆5 cm×3 cm的PLGA膜,模型對照組損傷后不處理。回納盲腸,逐層縫合關閉腹腔,清創處理后放回飼養。正常對照組行腹正中線切開,不做損傷處理。術后各兔肌注青霉素鈉4萬單位,連續2 d。
1.3.2 觀察內容
①血常規、肝腎功能和FIB含量指標測定:于術前、術后1、2、4、6、12周時取兔耳中動脈血,測定血常規、肝腎功能和FIB含量。②粘連評分和病理組織學檢查:分別在術后1、2、4、6、12周時取模型對照組和PLGA膜組各6只麻醉處死,正常對照組于12周時麻醉處死,剖腹并觀察粘連程度及PLGA膜的降解情況,并參照Phillips[5]分級標準進行分級評分,標準如下:無粘連為0級;經處理的盲腸同周圍的腸壁、系膜、腹壁等形成膜狀粘連和/或絲狀粘連,易鈍性分離為Ⅰ級;明顯的粘連帶,易鈍性分離為Ⅱ級;較牢固的粘連,不易鈍性分離,需銳性分離,分開部位有出血為Ⅲ級;粘連成團,鈍、銳性都不易分離為Ⅳ級。然后取粘連盲腸組織,10%中性甲醛固定,脫水、透明包埋和石蠟切片,行Masson染色和TGF-β1免疫組化染色,并用Carl Zeiss自動圖像分析系統進行定量分析,計算膠原纖維染色的面密度百分率(膠原纖維面積/統計場面積×100%)和TGF-β1陽性表達的總光密度,每張切片在高倍視野下選取5個面積大小基本一致的陽性區域進行分析。
1.4 統計學處理
用SPSS 19.0統計軟件,計量資料以
2 結果
2.1 對血漿肝腎功能和FIB含量的影響
試驗期間,模型對照組FIB含量與正常對照組比無明顯差異(P>0.05);與模型對照組比較,PLGA膜組FIB含量在術后1周時降低顯著(P<0.05);其余各指標各組間比較均無統計學差異,如表 1所示。

2.2 對血常規參數的影響
與正常對照組比較,模型對照組術后1~2周時血小板數目(blood platelet,PLT)明顯升高(P<0.05);與模型對照組比較,PLGA膜組術后2周時能顯著抑制白細胞數目(white blood cell,WBC)的升高(P<0.05);其余各指標各組間比較均無統計學差異,如表 2所示。

2.3 大體觀察和術后粘連程度的評分
大體觀察顯示PLGA膜植入1周時膜色澤為白色、降解不明顯;從植入2周開始部分降解,膜色澤變為肉紅色,至12周時已降解較為完全,大多崩解為土黃色透明薄膜,其降解物基本上被組織所吸收,如圖 1所示;與正常對照組比較,模型對照組在術后1~6周時粘連程度以II~IV級為主,術后12周時粘連程度略有降低;與模型對照組比較,PLGA膜組術后粘連程度明顯減輕且大部分以0~II級為主,各時間點粘連評分均明顯低于模型對照組(P<0.05);術后12周時PLGA膜組與正常對照組差異無統計學意義,如表 3所示。


2.4 對盲腸組織膠原纖維和TGF-β1表達的影響
結果顯示,與正常對照組比較,模型對照組術后1~12周各時間點盲腸粘連組織TGF-β1表達明顯增加(P<0.05),呈棕黃色陽性著色;與模型對照組比較,PLGA膜組兔盲腸粘連組織可見少量的TGF-β1表達,其陽性表達的總光密度均明顯低于模型對照組(P<0.05),如圖 2和圖 3(a)。Masson染色后膠原纖維易被酸染為藍色,正常對照組結構清晰完整,膠原纖維增生為陰性,而模型對照組膠原纖維呈深藍色,增生明顯;PLGA膜組膠原纖維呈不同深淺的藍色,但較模型對照組明顯減輕,如圖 4所示;另外,模型對照組術后1~12周的膠原纖維面密度均明顯高于正常對照組(P<0.05),而PLGA膜組術后4~12周時膠原纖維面密度均顯著低于模型對照組(P<0.05),如圖 3(b)所示。


(a)TGF-β1總光密度;(b)膠原纖維面密度與正常對照組(12周)比,△
(a) TGF-β1 integrated optical density; (b) collagen fiber density Compared with normal control group at 12 weeks, △

3 討論
眾所周知,粘連的形成具有普遍性,故必須了解其粘連形成的發生。漿膜面(如腹膜)是由間皮細胞構成,且間皮細胞能產生表面活性物質磷脂化合物,具有纖溶活性、防止粘連和血栓形成作用,還能產生參與組織修復和細胞外基質重建的細胞因子。一旦腹膜表面被損傷,凝血級聯反應會導致纖維蛋白沉積物的形成,使得聚合的纖維蛋白單體形成網路參與創傷愈合或組織粘連發生[6]。
目前防粘連的方法主要包括改進外科技巧、化學治療及機械屏障材料等。可是在術中除嚴格遵守手術操作規范,避免不必要的腹部切口,防止腸道內分泌物的外漏和使用無滑石粉手套外,還有一個重要的因素是手術途徑的選擇,如采用腹腔鏡手術能減少粘連的形成,但也有一些學者認為單靠改進外科技巧并不能有效減少術后粘連的形成[7]。化學處理是通過抑制成纖維細胞的增殖來阻止持續性纖維蛋白的形成。常用的藥物有抗炎非固醇、皮質類固醇、鈣通道阻斷劑、組胺受體拮抗劑、抗生素、纖維蛋白溶解劑、抗凝血劑、抗氧化劑、選擇性免疫抑制劑等。但當前普遍認為應用屏障類防粘連材料將易形成粘連的部位隔開,直到間皮細胞修復完成,可有效預防粘連的形成[8]。而一個理想的屏障類防粘連材料必須具備可生物降解的、安全、無炎性、無免疫性、并能維持至腹膜表皮細胞再生過程結束時、創面黏附性好或能釘合、在有血液時仍能保持活性,能快速、簡便的應用等特性。近來,生物降解高分子材料如透明質酸及其衍生物、殼聚糖及其衍生物、氧化纖維素等,因其良好的生物相容性、植入人體內后可降解吸收,已成為國內外臨床或實驗研究的熱點。但研究發現,氧化纖維素、透明質酸等產品存在降解速率快,有的甚至在1周內完全降解,而且葡聚糖、透明質酸、艾考糊精等液體材料在臨床使用中較易流失,留存時間短等缺點,僅適用于產科等愈合周期短的術后粘連[9];殼聚糖類防粘連產品雖在體內降解速率大約在2~4周,可用于機械性損傷、外源性物質植入、盆腹膜損傷等引起的粘連。可是以上產品原料大多來自生物體,如果純度不高的話,會產生抗原性,并有研究顯示透明質酸鈉、殼聚糖等單一材料使用存在防粘連效果參差不齊等缺點[10]。因此,復合材料的應用前景被看好,是近年來一個新的研究方向。
PLGA膜是由乳酸和乙醇酸聚合而成的醫用復合生物材料,不存在動物提取物的潛在危險,無抗原性,具有良好的生物相容性和血液相容性,力學性能好、組織反應輕微,還能在生理條件下自然降解,降解為單體乳酸后,參與體內代謝,最終分解為H2O和CO2,對生物體無明顯的毒副作用[11-12],美國FDA已批準PLGA可作為供臨床使用的制劑材料[13],并且其降解時間可通過調整PGA與聚乳酸合成共聚物時的比例來改變降解速率。因而,以PLGA為載體的控釋和緩釋給藥系統逐漸被應用和開發,具有十分理想的應用前景。本結果顯示,體內植入PLGA膜后對實驗兔的肝腎功能和血液學指標并無明顯影響,表明PLGA膜對機體無明顯的毒副反應;且體內植入2周開始降解,至12周時已降解較為完全,大多崩解為土黃色透明薄膜,其降解物基本上被組織所吸收;而且PLGA膜材料薄而柔軟、韌性適宜,無論從材料結構、降解速率和程度以及組織相容性、血液相容性等方面來看,均符合生物材料的要求。研究結果亦顯示PLGA膜可明顯減少腹腔術后粘連的評分,這與Dinarvand等[13]報道PLGA膜能明顯減少小鼠腹壁和腹膜粘連的結果較為一致。本研究的PLGA膜在體內降解速率大約為2~12周,比殼聚糖類等其它防粘連產品降解速率長,能有效起到隔離創面,并維持一段時間的完整性,充分保證隔離時間,直至完全愈合的優勢。
粘連的形成是由于黏膜損傷和創面組織上纖維蛋白基質的沉積而產生的,使得纖維蛋白降解不完全而發生機化,最終形成纖維性粘連[14]。提示防粘連發生的物質必須具有降解纖維蛋白、修復凝血過程、抑制膠原合成或在創傷表面形成屏障的作用。而PLGA膜可明顯抑制術后早期白細胞數目和FIB的升高,Masson染色顯示腹腔術后粘連模型組膠原纖維明顯增生及膠原化程度明顯,而PLGA膜組的膠原纖維組織增生明顯減輕,表明PLGA膜在術后粘連早期能形成生物屏障,有效隔離粘連形成中的一些重要炎癥因子的產生,降低微血管的通透性和FIB的滲出,從而減輕炎癥反應和抑制膠原纖維的增殖,最終抑制粘連的形成。另外,TGF-β1可影響創傷的愈合進程[15],且TGF-β1與瘢痕的形成關系密切,能促進成纖維細胞的增殖,增加膠原合成與沉積,提高I型膠原mRNA的表達,故在修復進程中TGF-β1的過表達可導致瘢痕的過度增生和纖維化[16]。結果顯示,模型對照組盲腸術后粘連組織中TGF-β1表達明顯增加,而PLGA膜可減少TGF-β1的表達,進一步證實PLGA膜還可通過抑制成纖維細胞的增殖,降低膠原合成與沉積,達到預防術后粘連的作用。
由此可見,PLGA膜可有效預防兔腹腔術后粘連,其主要機制:一方面通過機械屏障隔離作用,避免瘢痕組織與漿膜相接觸;另一方面通過減少FIB的滲出,抑制膠原纖維組織增生和TGF-β1的過表達有關。