X-Ray对大鼠皮肤伤口愈合生物力学研究
作者：王志刚 鲍卫汉 徐少骏
单位：王志刚(上海中医药大学附属龙华医院整形外科，上海 200032)；鲍卫汉 徐少骏(北京医科大学第三临床医院成形外科研究中心，北京 100083)
关键词：放射线；极限应力强度
实用美容整形外科杂志000606 摘要：目的 通过不同时间点的X-Ray照射大鼠伤口皮肤，利用生物力学，寻找X-Ray对它们影响的最明显时间点，从而为瘢痕疙瘩和增生性瘢痕切除术后何时开始放射治疗的最佳时间点提供一个理论根据。方法 本实验采用纯系SD雌性大鼠为实验动物，在低背部伤口上分别于手术第1、4天，第4、7天，第7、10天，和第10、13天，共4组行X-Ray照射，每次照射6GY，两次共12GY，并分别于手术第7、10、20、40天取材，利用拉力机(Inston)对伤口皮肤进行极限应力强度测试。结果 通过对连续X-Ray照射后伤口生物力学研究，观察到X-Ray对皮肤伤口的抑制作用以手术7天内影响最大，第7～13天也明显于对照组。手术后第7天拆线未见伤口裂开现象。结论 通过本实验研究提出了瘢痕疙瘩，增生性瘢痕切除后，在行放射治疗时应以1周内开始为宜。
, 百拇医药
中图分类号：R318.01 文献标识码：A
文章编号：1004-6526(2000)06-0294-03
Biomechanical study of X-Ray on collagenous fibers during wound healling in rats
WANG Zhi-gang,BAO Wei-han,XU Shao-jun
(The Department of Plastic Surgery,Long Hua Hospital Affiliated to Shanghai University of Traditional Chinese Medicine,Shanghai 200032,China)
Abstract:Objective To research what is the best effect time that keloid and hypertrophic scar are irradiated.Methods We used inbred line female SD rates as experiment animals.They were diveded into five groups:four groups underwent irradiation on the lower back(irradiated groups)on day 1 and 4,day 4 and 7,day 7 and 10,day 10 and 13 of the operation respectively,and the fifth group being the control group.The exposure dose was 6 Gy each time.Tissue were taken at the wound area on day 7,10,20 and 40 of the operation respectively.We used a tensometer (Instron) to evaluate the maximal strength of the skin at the wound area.Results The biomechanical evaluation of the irradiation groups revealed a decreased strength of the skin on the wound area.X-Ray gives its maximal effect in 7days.The effect on day 7 and 10′s,day 10 and 13′s irradiated groups is also greater than that of the control group.No wound dehiscence was observed after stitch removal at day 7 after the operation.Conclusion We suggest that in cases of keloid or hypertrophic scar,whenever irradiation therapy is considered,the protocol should be centered on day 4 and 7 of the resection,we pointed out the importance of an earlier irradiation.
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Key word:Radiation;Limiting strength
1 材料和方法
1.1 实验动物 本试验采用纯系SD雌性大鼠作为实验动物，体重(200±20)g。
1.2 手术操作 大鼠用1%氯胺酮，按40mg/kg～50mg/kg腹腔内麻醉，低背部剪毛，用2.5%碘酒和75%酒精消毒术野，铺无菌巾。在大鼠低背部正中线取切口长3cm，在0、1、3cm处点状文身(便于取材)，切开皮肤，皮下组织及肉膜层，然后再缝合。
1.3 实验分组 ①X-Ray照射组：X-Ray照射组分A、B、C、D四组，每组5只，A组于手术第1天和第4天照射，B组于手术第4天和第7天照射，C组于手术第7天和第10天照射，D组于手术第10天和第13天照射。②对照组分组：按照射组A、B、C、D组配成对照组，每组5只，对照组不用X-Ray照射。③取材分组：照射组和对照组于手术的第7、10、20、40天取材，所取材料用于生物力学研究。
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1.4 照射方法及剂量 手术模型制备后，用250KV深部X光线治疗机，照射时用120KV，15mA，铝2.0mm。①照射标准点：皮肤表面。②照射剂量：每次照射6GY，两次总剂量12GY。
1.5 照射后观察指标 观察皮肤是否有红斑，水肿，脱屑，伤口是否感染，拆线后伤口是否裂开，是否坏死等。
1.6 生物力学检查 用Instran材料实验对伤口进行极限应力强度测试。
2 结果
2.1 伤口第7天时，照射A组与对照组比较，P<0.05，有显著性差异，说明放射线对伤口强度有明显的影响。
2.2 伤口第10天时，照射A组与对照组比较，P<0.05，有显著性差异，照射A组与照射B组比较，P>0.05，无显著性差异，说明放射线对照射A、B两组作用接近。
, 百拇医药
2.3 伤口第20天时，照射A组与对照组比较，P<0.05，有显著性差异；照射D组与对照组比较，P<0.05，有显著性差异；照射A组和照射B组、照射C组和照射D组比较，P>0.05。说明放射线对照射A、B两组作用接近，照射C、D两组作用也接近，但照射A、B和照射C、D两组比较，P<0.05，说明照射A、B两组对伤口强度的影响较C、D两组作用明显。
表1 第7天时伤口极限应力强度测试值(Ax-U
±s) 组别
n
伤口极限应力强度测试值(N/mm2)
对照组
5
, 百拇医药 0.1740±0.10
A组
5
0.0514±0.02
注：**与对照组比较P<0.01表2 第10天时伤口极限应力强度测试值(Ax-U±s) 组别
n
伤口极限应力强度测试值(N/mm2)
对照组
5
0.3067±0.01
, http://www.100md.com
A组
5
0.2110±0.09
B组
5
0.1633±0.04
注：**与对照组比较P<0.01表3 第20天时伤口极限应力强度测试值(Ax-U±s) 组别
n
伤口极限应力强度测试值(N/mm2)
, 百拇医药 对照组
5
0.865±0.10△△
A组
5
0.4336±0.08△△
B组
5
0.3913±0.07△△
C组
5
0.6269±0.05**
, 百拇医药
D组
5
0.6678±0.08**
注：与对照组比较P<0.01 △△与D组比较P<0.01表4 第40天时伤口极限应力强度测试值(Ax-U±s) 组别
n
伤口极限应力强度测试值(N/mm2)
对照组
5
3.0756±0.21△△
A组
, 百拇医药
5
1.3472±0.26△△
B组
5
1.1541±0.28△△
C组
5
1.7612±0.03
D组
5
1.8406±0.08
注：与对照组比较P<0.01 △△与D组比较P<0.012.4 第40天时，各组之间比较结果的总体趋势与第20天时相似。
, 百拇医药
2.5 照射A、B、C、D组与对照组相比，伤口极限应力强度下降率分别为46.2%、40.2%、60.6%、63.8%。
伤口极限应力强度试验测试数据用SPSS统计软件进行单因素方差分析，结果(表1～4)。
3 讨论
3.1 瘢痕疙瘩和增生性瘢痕是仅累及人类的一种病变。要建立理想的动物模型比较困难。近年来虽有不少学者[1～2]在裸鼠身上成功的建立起了瘢痕疙瘩的模型，但仍有很大局限性。瘢痕疙瘩和增生性瘢痕主要由胶原纤维的过度沉积所造成，而胶原纤维由成纤维细胞所产生，伤口极限应力强度的变化反映了胶原纤维代谢的变化。因此，通过放射线对大鼠皮肤伤口的照射来研究其对生物力学影响的研究，可以间接说明对瘢痕疙瘩和增生性瘢痕的影响。
3.2 伤口形成后，随着成纤维细胞的分裂、增值，胶原纤维也开始产生。在伤口修复阶段其合成多于分解，而在伤口塑形阶段，其降解多于合成。胶原纤维的合成多少和成熟度与伤口皮肤的极限应力强度有直接的关系。皮肤伤口形成后，随着时间的延长，伤口地面强度逐渐增强，在4个月内以相对迅速而持续的速度增加，在一年以内以较慢的速度增加[3]。本实验中，对照组和照射组的皮肤伤口强度总体趋势与前述相同，即随着时间的推移而增长。由于本实验观察的最长时间为40天，未能观察到其中的最高峰。从表4中可以看出，伤口强度降低最明显的是照射A、B两组，照射C、D两组低于对照组，说明放射线对照射A、B两组皮肤伤口极限应力强度的影响大于C、D两组。本实验的同期研究中对胶原纤维和成纤维细胞组织学研究中也取得相同的结果[4～5]。
, 百拇医药
3.3 照射组和对照组于7天拆线时，伤口愈合良好，未见裂开。伤口裂开取决于多种因素，包括全身营养情况和局部因素，如张力大小，有无感染等[6]。本实验照射A组第7天时测定极限应力强度为0.0514N/mm2，若当时伤口局部张力强度大于0.0514N/mm2伤口应当即裂开，而照射A组第7天时伤口未见裂开，故该部位皮肤张力强度小于该值。但身体各部位的张力强度不同[7]，抗张力强度也不相同，不能机械的以某一部位拆线日为标准，应根据伤口不同部位的情况而确定。
3.4 瘢痕疙瘩和增生性瘢痕长期以来一直困扰着病人和外科医生，虽然对瘢痕疙瘩和增生性瘢痕外科切除后早期放射治疗效果较好，然而早期的何时开始放射疗效果最好，目前国内外没有达成一个共识。本实验研究提示，对瘢痕疙瘩和增生性瘢痕外科切除后在行放射线照射时应以1周内开始为宜。
国家自然科学基金资助项目，批准号：32970679
, 百拇医药
作者简介：王志刚(1960-)，男，辽宁鞍山人，主治医师，医学硕士
参考文献：
[1]Kischer CW,Sheridan D,Pindur J.Use of nudelathymic mice for the study hypertrophic scars and keloids:Vascular continuity between mouse and implast[J].Anat Rec,1989,225(3):189.
[2]Kischer CW,Pindur J,Shetalr MR.Implants of hypertrophic scars and keloids into the nudelathy mic mouse:Viability and morphology[J].J Trauma,1989,29(5):627.
, http://www.100md.com
[3]D.C萨比斯顿主编.克氏外科学[M].第11版.北京：人民卫生出版社,1977,273～274.
fc[4]王志刚,徐少骏,鲍卫汉.X线对大鼠皮肤伤口愈合过程中胶原纤维影响的研究[J].中华外科杂志,1997,7(35):401.
[5]王志刚,徐少骏,鲍卫汉.X线对大鼠皮肤伤口愈合过程中成纤维细胞影响的研究[J].中国医学美学美容杂志,1997,6(3):126.
[6]吴阶平,裘法组主编.黄家驷外科学[M].第4版.北京：人民卫生出版社,1988,22～23.
[7]汪良能主编.整形外科学[M].北京：人民卫生出版社,1989,323.
收稿日期：2000-10-20, http://www.100md.com
单位：王志刚(上海中医药大学附属龙华医院整形外科，上海 200032)；鲍卫汉 徐少骏(北京医科大学第三临床医院成形外科研究中心，北京 100083)
关键词：放射线；极限应力强度
实用美容整形外科杂志000606 摘要：目的 通过不同时间点的X-Ray照射大鼠伤口皮肤，利用生物力学，寻找X-Ray对它们影响的最明显时间点，从而为瘢痕疙瘩和增生性瘢痕切除术后何时开始放射治疗的最佳时间点提供一个理论根据。方法 本实验采用纯系SD雌性大鼠为实验动物，在低背部伤口上分别于手术第1、4天，第4、7天，第7、10天，和第10、13天，共4组行X-Ray照射，每次照射6GY，两次共12GY，并分别于手术第7、10、20、40天取材，利用拉力机(Inston)对伤口皮肤进行极限应力强度测试。结果 通过对连续X-Ray照射后伤口生物力学研究，观察到X-Ray对皮肤伤口的抑制作用以手术7天内影响最大，第7～13天也明显于对照组。手术后第7天拆线未见伤口裂开现象。结论 通过本实验研究提出了瘢痕疙瘩，增生性瘢痕切除后，在行放射治疗时应以1周内开始为宜。
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中图分类号：R318.01 文献标识码：A
文章编号：1004-6526(2000)06-0294-03
Biomechanical study of X-Ray on collagenous fibers during wound healling in rats
WANG Zhi-gang,BAO Wei-han,XU Shao-jun
(The Department of Plastic Surgery,Long Hua Hospital Affiliated to Shanghai University of Traditional Chinese Medicine,Shanghai 200032,China)
Abstract:Objective To research what is the best effect time that keloid and hypertrophic scar are irradiated.Methods We used inbred line female SD rates as experiment animals.They were diveded into five groups:four groups underwent irradiation on the lower back(irradiated groups)on day 1 and 4,day 4 and 7,day 7 and 10,day 10 and 13 of the operation respectively,and the fifth group being the control group.The exposure dose was 6 Gy each time.Tissue were taken at the wound area on day 7,10,20 and 40 of the operation respectively.We used a tensometer (Instron) to evaluate the maximal strength of the skin at the wound area.Results The biomechanical evaluation of the irradiation groups revealed a decreased strength of the skin on the wound area.X-Ray gives its maximal effect in 7days.The effect on day 7 and 10′s,day 10 and 13′s irradiated groups is also greater than that of the control group.No wound dehiscence was observed after stitch removal at day 7 after the operation.Conclusion We suggest that in cases of keloid or hypertrophic scar,whenever irradiation therapy is considered,the protocol should be centered on day 4 and 7 of the resection,we pointed out the importance of an earlier irradiation.
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Key word:Radiation;Limiting strength
1 材料和方法
1.1 实验动物 本试验采用纯系SD雌性大鼠作为实验动物，体重(200±20)g。
1.2 手术操作 大鼠用1%氯胺酮，按40mg/kg～50mg/kg腹腔内麻醉，低背部剪毛，用2.5%碘酒和75%酒精消毒术野，铺无菌巾。在大鼠低背部正中线取切口长3cm，在0、1、3cm处点状文身(便于取材)，切开皮肤，皮下组织及肉膜层，然后再缝合。
1.3 实验分组 ①X-Ray照射组：X-Ray照射组分A、B、C、D四组，每组5只，A组于手术第1天和第4天照射，B组于手术第4天和第7天照射，C组于手术第7天和第10天照射，D组于手术第10天和第13天照射。②对照组分组：按照射组A、B、C、D组配成对照组，每组5只，对照组不用X-Ray照射。③取材分组：照射组和对照组于手术的第7、10、20、40天取材，所取材料用于生物力学研究。
, http://www.100md.com
1.4 照射方法及剂量 手术模型制备后，用250KV深部X光线治疗机，照射时用120KV，15mA，铝2.0mm。①照射标准点：皮肤表面。②照射剂量：每次照射6GY，两次总剂量12GY。
1.5 照射后观察指标 观察皮肤是否有红斑，水肿，脱屑，伤口是否感染，拆线后伤口是否裂开，是否坏死等。
1.6 生物力学检查 用Instran材料实验对伤口进行极限应力强度测试。
2 结果
2.1 伤口第7天时，照射A组与对照组比较，P<0.05，有显著性差异，说明放射线对伤口强度有明显的影响。
2.2 伤口第10天时，照射A组与对照组比较，P<0.05，有显著性差异，照射A组与照射B组比较，P>0.05，无显著性差异，说明放射线对照射A、B两组作用接近。
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2.3 伤口第20天时，照射A组与对照组比较，P<0.05，有显著性差异；照射D组与对照组比较，P<0.05，有显著性差异；照射A组和照射B组、照射C组和照射D组比较，P>0.05。说明放射线对照射A、B两组作用接近，照射C、D两组作用也接近，但照射A、B和照射C、D两组比较，P<0.05，说明照射A、B两组对伤口强度的影响较C、D两组作用明显。
表1 第7天时伤口极限应力强度测试值(Ax-U
±s) 组别n
伤口极限应力强度测试值(N/mm2)
对照组
5
, 百拇医药 0.1740±0.10
A组
5
0.0514±0.02
注：**与对照组比较P<0.01表2 第10天时伤口极限应力强度测试值(Ax-U
±s) 组别n
伤口极限应力强度测试值(N/mm2)
对照组
5
0.3067±0.01
, http://www.100md.com
A组
5
0.2110±0.09
B组
5
0.1633±0.04
注：**与对照组比较P<0.01表3 第20天时伤口极限应力强度测试值(Ax-U
±s) 组别n
伤口极限应力强度测试值(N/mm2)
, 百拇医药 对照组
5
0.865±0.10△△
A组
5
0.4336±0.08△△
B组
5
0.3913±0.07△△
C组
5
0.6269±0.05**
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D组
5
0.6678±0.08**
注：与对照组比较P<0.01 △△与D组比较P<0.01表4 第40天时伤口极限应力强度测试值(Ax-U
±s) 组别n
伤口极限应力强度测试值(N/mm2)
对照组
5
3.0756±0.21△△
A组
, 百拇医药
5
1.3472±0.26△△
B组
5
1.1541±0.28△△
C组
5
1.7612±0.03
D组
5
1.8406±0.08
注：与对照组比较P<0.01 △△与D组比较P<0.012.4 第40天时，各组之间比较结果的总体趋势与第20天时相似。
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2.5 照射A、B、C、D组与对照组相比，伤口极限应力强度下降率分别为46.2%、40.2%、60.6%、63.8%。
伤口极限应力强度试验测试数据用SPSS统计软件进行单因素方差分析，结果(表1～4)。
3 讨论
3.1 瘢痕疙瘩和增生性瘢痕是仅累及人类的一种病变。要建立理想的动物模型比较困难。近年来虽有不少学者[1～2]在裸鼠身上成功的建立起了瘢痕疙瘩的模型，但仍有很大局限性。瘢痕疙瘩和增生性瘢痕主要由胶原纤维的过度沉积所造成，而胶原纤维由成纤维细胞所产生，伤口极限应力强度的变化反映了胶原纤维代谢的变化。因此，通过放射线对大鼠皮肤伤口的照射来研究其对生物力学影响的研究，可以间接说明对瘢痕疙瘩和增生性瘢痕的影响。
3.2 伤口形成后，随着成纤维细胞的分裂、增值，胶原纤维也开始产生。在伤口修复阶段其合成多于分解，而在伤口塑形阶段，其降解多于合成。胶原纤维的合成多少和成熟度与伤口皮肤的极限应力强度有直接的关系。皮肤伤口形成后，随着时间的延长，伤口地面强度逐渐增强，在4个月内以相对迅速而持续的速度增加，在一年以内以较慢的速度增加[3]。本实验中，对照组和照射组的皮肤伤口强度总体趋势与前述相同，即随着时间的推移而增长。由于本实验观察的最长时间为40天，未能观察到其中的最高峰。从表4中可以看出，伤口强度降低最明显的是照射A、B两组，照射C、D两组低于对照组，说明放射线对照射A、B两组皮肤伤口极限应力强度的影响大于C、D两组。本实验的同期研究中对胶原纤维和成纤维细胞组织学研究中也取得相同的结果[4～5]。
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3.3 照射组和对照组于7天拆线时，伤口愈合良好，未见裂开。伤口裂开取决于多种因素，包括全身营养情况和局部因素，如张力大小，有无感染等[6]。本实验照射A组第7天时测定极限应力强度为0.0514N/mm2，若当时伤口局部张力强度大于0.0514N/mm2伤口应当即裂开，而照射A组第7天时伤口未见裂开，故该部位皮肤张力强度小于该值。但身体各部位的张力强度不同[7]，抗张力强度也不相同，不能机械的以某一部位拆线日为标准，应根据伤口不同部位的情况而确定。
3.4 瘢痕疙瘩和增生性瘢痕长期以来一直困扰着病人和外科医生，虽然对瘢痕疙瘩和增生性瘢痕外科切除后早期放射治疗效果较好，然而早期的何时开始放射疗效果最好，目前国内外没有达成一个共识。本实验研究提示，对瘢痕疙瘩和增生性瘢痕外科切除后在行放射线照射时应以1周内开始为宜。
国家自然科学基金资助项目，批准号：32970679
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作者简介：王志刚(1960-)，男，辽宁鞍山人，主治医师，医学硕士
参考文献：
[1]Kischer CW,Sheridan D,Pindur J.Use of nudelathymic mice for the study hypertrophic scars and keloids:Vascular continuity between mouse and implast[J].Anat Rec,1989,225(3):189.
[2]Kischer CW,Pindur J,Shetalr MR.Implants of hypertrophic scars and keloids into the nudelathy mic mouse:Viability and morphology[J].J Trauma,1989,29(5):627.
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[3]D.C萨比斯顿主编.克氏外科学[M].第11版.北京：人民卫生出版社,1977,273～274.
fc[4]王志刚,徐少骏,鲍卫汉.X线对大鼠皮肤伤口愈合过程中胶原纤维影响的研究[J].中华外科杂志,1997,7(35):401.
[5]王志刚,徐少骏,鲍卫汉.X线对大鼠皮肤伤口愈合过程中成纤维细胞影响的研究[J].中国医学美学美容杂志,1997,6(3):126.
[6]吴阶平,裘法组主编.黄家驷外科学[M].第4版.北京：人民卫生出版社,1988,22～23.
[7]汪良能主编.整形外科学[M].北京：人民卫生出版社,1989,323.
收稿日期：2000-10-20, http://www.100md.com