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中国组织工程研究与临床康复第14卷第38期2010–09–17出版JournalofClinicalRehabilitativeTissueEngineeringResearchSeptember17,2010Vol.
14,No.
38ISSN1673-8225CN21-1539/RCODEN:ZLKHAH7157www.
CRTER.
org1DepartmentofPlasticSurgery,BoaiHospitalofZhangjiakou,Zhangjiakou075000,HebeiProvince,China;2DepartmentofInternalMedicine,SchoolHospitalofHebeiNorthUniversity,Zhangjiakou075000,HebeiProvince,China;3DepartmentofUltrasoundMedicine,FirstAffiliatedHospitalofHebeiNorthUniversity,Zhangjiakou075000,HebeiProvince,ChinaYangHai-jiang,Master,DepartmentofPlasticSurgery,BoaiHospitalofZhangjiakou,Zhangjiakou075000,HebeiProvince,Chinayhjyrm@126.
comReceived:2010-07-01Accepted:2010-07-221河北省张家口市博爱医院整形科,河北省张家口市075000;2河北北方学院校医院内科,河北省张家口市075000;3河北北方学院附属第一医院超声医学科,河北省张家口市075000杨海江,男,1972年生,汉族,河北省张家口市人,1995年张家口医学院毕业,硕士,主要从事整形外科治疗研究.
yhjyrm@126.
com中图分类号:R318文献标识码:B文章编号:1673-8225(2010)38-07157-04收稿日期:2010-07-01修回日期:2010-07-22(20100701005/LLTY)可降解高分子生物材料在整形外科术后防粘连中的应用杨海江1,闫爱春2,杨瑞敏3Biodegradablepolymerbiomaterialsforanti-adhesionafterplasticsurgeryYangHai-jiang1,YanAi-chun2,YangRui-min3AbstractOBJECTIVE:Toinvestigatetheperformancecharacteristicsofdegradablepolymerbiomaterialsandtheirapplicationintheanti-adhesionafterplasticsurgery.
METHODS:ThefirstauthorretrievedWanfangdatabase(http://www.
wanfangdata.
com.
cn/)fromJanuary1999toDecember2009forthearticlesaboutdegradablepolymerbiomaterialsinthepreventionofadhesionafterplasticsurgery,usingkeywordsof"hyaluronicacidanditsderivatives;cellulosederivatives;chitosan;polylacticacidanditscopolymers;plasticsurgery;anti-adhesion;biologicalmaterials"inChinese.
Repeatedstudy,revieworMetaanalysisarticleswereexcluded.
RESULTS:Accordingtoinclusionandexclusioncriteria,21articleswereinvolvedintheanalysis.
Degradablepolymerbiomaterialshavegoodbiocompatibility,biodegradabilityandabsorbability.
Hyaluronicacidcaninhibitbleedingandhasanti-inflammatoryproperties.
Hyaluronicacidderivativescanmakeupfortheshortcomingsofhyaluronicacidsuchasvulnerabilitytodegradationanddiffusion,aswellasshortlifetimeinvivo.
Carboxymethylcellulosehashighthermalstabilityandhightissueadhesion,easytooperate.
Oxidizedregeneratedcelluloseisstronglyadherent,requiresnosuture,butispronetointerferencewithblood.
Chitosanhasahemostaticfunction,immunogenicityissmall,non-toxic.
Mechanicalpropertiesandchemicalstabilityofpolylacticacidanditscopolymersaregood,thusconsideredasthemostpromisingbiodegradablepolymers.
Fromtheapplicationview,hyaluronicacidanditsderivatives,cellulosederivatives,chitosan,polylacticacidanditscopolymerscaneffectivelypreventpostoperativeadhesionsofplasticsurgery,indicatingbroadprospectsfordevelopment.
CONCLUSION:Degradablepolymerbiomaterialshavesuperiorperformances,effectivelypreventpostoperativeadhesionsofplasticsurgery,withthepossibilityofclinicalapplication.
YangHJ,YanAC,YangRM.
Biodegradablepolymerbiomaterialsforanti-adhesionafterplasticsurgery.
ZhongguoZuzhiGongchengYanjiuyuLinchuangKangfu.
2010;14(38):7157-7160.
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cnhttp://en.
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com]摘要目的:探讨可降解高分子生物材料的性能特点及其在整形外科术后防粘连中的应用.
方法:由第一作者应用万方数据库(http://www.
wanfangdata.
com.
cn/)检索1999-01/2009-12时限内与可降解高分子生物材料在整形外科术后防粘连的应用有关的文献,关键词为"透明质酸钠及其衍生物;纤维素衍生物;医用几丁糖;聚乳酸及其共聚物;整形外科;防粘连;生物材料".
排除重复研究、综述或Meta分析类文章.
结果:依据纳入排除标准共保留文献21篇.
可降解高分子生物材料均具有较好的生物相容性、可降解性及可吸收性.
透明质酸钠可抑制出血并具有抗炎特性.
明质酸钠衍生物可弥补透明质酸钠在组织中易被降解和扩散、体内存留时间较短等缺点.
羧甲基纤维素热稳定性、组织黏附性高,易于操作.
氧化再生纤维素黏附性强,不需缝合;但用易受血液干扰.
医用几丁糖具有一定止血功能,免疫抗原性小、无毒性.
聚乳酸及其共聚物机械性能、化学稳定性优良,是最有发展前途的可生物降解的高分子材料.
从应用研究的结果来看,透明质酸钠及其衍生物、纤维素衍生物、医用几丁糖和聚乳酸及其共聚物均能有效防止整形外科中术后粘连,具备广阔的发展前景.
结论:可降解高分子生物材料性能优越,能有效防止整形外科中的术后粘连,具有临床应用的可能性与可行性.
关键词:透明质酸钠及其衍生物;纤维素衍生物;医用几丁糖;聚乳酸及其共聚物;整形外科;防粘连;生物材料doi:10.
3969/j.
issn.
1673-8225.
2010.
38.
031杨海江,闫爱春,杨瑞敏.
可降解高分子生物材料在整形外科术后防粘连中的应用[J].
中国组织工程研究与临床康复,2010,14(38):7157-7160.
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orghttp://cn.
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com]0引言生物可降解高分子材料是一种环保高分子材料,指在一定人工条件和适当自然条件下能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的材料.
生物材料与整形外科有着十分密切的关系.
整形外科即运用外科理论和技术以组织移植和整形材料及用品为主要治疗手段为患者恢复功能,改善形态的一门科学.
其治疗范围主要是浅表部位的先天畸形、影响功能和形态者以及后天性缺损与畸形者[1].
粘连是结缔组织纤维带与相邻的组织或器官结合在一起而形成的异常结构.
整形外科手术后,粘连和瘢痕组织的形成易导致术后严重的并发症,如肌腱粘连、周围神经粘连、眼眶损伤后软组织粘连等.
可降解高分子生物材料生物相容性良好,不仅能调节纤维组织形成而且不干扰伤口的正常愈合,通过化学改性、物理共混、表面接枝等方法还可调节材料的其他性能,如组织黏附性、机杨海江,等.
可降解高分子生物材料在整形外科术后防粘连中的应用P.
O.
Box1200,Shenyang110004cn.
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com7158www.
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org械强度和存留时间等,以满足不同的使用要求.
由可降解高分子生物材料制成的薄膜具有无毒性、无刺激性、无免疫抗原性及无热原等特点,可有效防止骨科、整形外科、普外科等术后组织粘连、肌腱粘连、关节粘连、神经粘连及肠粘连等的形成[2].
本文着重探讨透明质酸钠及其衍生物、纤维素衍生物、医用几丁糖以及聚乳酸及其共聚物等可降解高分子生物材料的性能特点及其在整形外科术后防粘连中的应用.
1资料和方法1.
1入选标准纳入标准:①可降解高分子生物材料在整形外科中的动物实验研究.
②可降解高分子生物材料在整形外科中的临床应用研究.
③整形外科领域生物材料的应用现状及进展.
排除标准:重复研究、综述或Meta分析类文章.
1.
2资料提取策略由第一作者应用万方数据库(http://www.
wanfangdata.
com.
cn/)检索1999-01/2009-12时限内与可降解高分子生物材料在整形外科中术后防粘连的应用有关的文献,关键词为"透明质酸钠及其衍生物;纤维素衍生物;医用几丁糖;聚乳酸及其共聚物;整形外科;防粘连;生物材料".
对资料进行初审,并查看每篇文献后的引文.
依据纳入排除标准共保留相关文献21篇.
1.
3对纳入文献的评价文献的类型主要包括临床应用研究、动物实验研究及体内、外细胞学实验研究等.
2结果描述2.
1文献检索结果依据纳入排除标准共保留相关文献21篇.
文献[1-2]介绍整形外科中生物材料的应用概况;文献[3]介绍高分子材料生物降解的机制;文献[4-7]介绍透明质酸钠及其衍生物的性能特点;文献[8-11]介绍纤维素衍生物、医用几丁糖和聚乳酸及其共聚物的性能特点;文献[5,8,12-18]介绍可降解高分子生物材料在整形外科中术后防粘连的应用研究;文献[19-21]介绍可降解高分子生物材料的应用前景及其在其他医学领域的研究概况.
2.
2结果描述2.
2.
1生物降解机制生物降解是指高分子材料通过溶剂化作用、简单水解或酶反应,以及其他有机体转化为相对简单的中间产物或小分子的过程.
生物降解并非单一机制,而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用、相互促进的物理化学过程[3].
高分子材料的生物降解过程分为4个阶段:水合作用、强度损失、物质整体化丧失和质量损失.
高分子水合作用是由依靠范德华力和氢键维系的二次、三次结构的破裂引发的水合作用,其后高分子主链可能因化学或酶催化水解而破裂,高分子材料的强度降低.
对交联高分子材料强度的降低,可由高分子主链、交联剂、外悬基团的开裂等造成.
高分子链的进一步断裂会导致质量损失和相对分子质量降低,最后相对分子质量足够低的分子链小段被酶进一步代谢为水、二氧化碳等物质.
2.
2.
2可降解高分子生物材料的性能特点透明质酸钠及其衍生物:性能特点如下:①透明质酸钠可在生物性修复术中隔开组织表面,可防止术后粘连及纤维性组织形成.
②透明质酸钠能抑制出血,减少形成永久粘连骨架的血块数量.
③透明质酸钠能抑制粒性白细胞迁移和吞噬作用,起到抗炎作用.
④天然明质酸钠具有良好的生物相容性.
⑤透明质酸钠在组织中易被降解和扩散,体内存留时间较短,应用效果不太理想.
近年来的研究表明,经修饰和交联后得到的明质酸钠衍生物则可弥补这一缺陷[4-5],这些衍生物被广泛应用于软组织填充、防粘连、组织修复以及缓控释药物载体等医药领域[6-7].
纤维素衍生物:羧甲基纤维素和氧化再生纤维素是整形外科中常用的2中纤维素衍生物材料,性能特点如下:羧甲基纤维素[10]:①生物相容性良好.
②热稳定性高.
③高度的组织黏附性,不需缝合.
④有效地防止粘连形成,易于操作.
氧化再生纤维素[8]:①一种由可吸收的纤维结构,也是第一种被FDA批准用于防止术后粘连的产品.
②黏附性强、不需缝合,术后10~14d可被降解吸收.
③血液会降低氧化再生纤维素发挥其作用,使用前必须妥善止血.
医用几丁糖:几丁糖又称壳聚糖,是脱乙酞基的甲壳素.
其性能特点归纳如下[9-10]:①良好的生物相容性:从壳聚糖的大分子结构看,它既具有与植物纤维素相似的结构,又具有类似人体骨胶原组织结构,这种双重结构赋予了它们极好的生物特性.
②消炎、止血、镇痛作用.
③促进肌体组织生长:可被人体内溶菌酶分解而被人体吸收等.
目前主要用于缝合线和人工皮肤.
④免疫抗原性小、无毒性,是一种极为理想的天然医用高分子材料.
聚乳酸及其共聚物:聚乳酸及其共聚物是一类新型可生物降解的高分子聚合材料,其性能特点如下[10-11]:①机械性能、化学稳定性优良.
②生物相容性、可吸收性以及可降解性良好.
③抗牵拉性能强.
④柔韧性好.
⑤降解速度可调节.
⑥临床使用操作简单、方便.
⑦经过酶分解,最终形成二氧化碳和水,不污染环境.
2.
2.
3可降解高分子生物材料在整形外科术后防粘连中的应用研究共纳入9篇文献,其中6篇为不同类型动物模型的实验研究:2篇文献应用新西兰大白兔模型[5,17],杨海江,等.
可降解高分子生物材料在整形外科术后防粘连中的应用ISSN1673-8225CN21-1539/RCODEN:ZLKHAH7159www.
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org1篇文献选用SD大鼠模型;1篇文献[8]选用Wistar鼠模型[18];1篇文献应用莱亨鸡模型[12].
1篇文献选用兔模型,但其具体种属不明[13].
3篇为基于不同种类疾病患者的临床应用研究:文献[14]关注医用几丁糖防止腹部外科、甲状腺、骨科等术后粘连的临床应用;文献[15]关注医用几丁糖防止肠梗阻粘连松解术后再粘连的临床研究,文献[16]研究聚乳酸薄膜在腰间盘突出患者术后防粘连的应用.
按照生物材料的类型不同分类:9篇研究文献中,3篇为聚乳酸及其共聚物在整形外科中的应用研究;透明质酸钠及其衍生物[5,12]、医用几丁糖和纤维素衍生物在整形外科中的应用研究各占2篇[8,15].
可降解高分子生物材料在整形外科术后防粘连的应用研究的具体情况见表1.
3讨论整形外科应用的生物材料大致可分为三大类,即医用高分子材料、医用无机非金属材料和医用金属材料[19].
临床上一种良好的防组织粘连生物材料必需具备:良好的血液相容性和组织相容性;稳定的分子结构;原材料浓度需达到80%以上;明显的抑菌、杀菌作用;生物材料的最终产物易被人体吸收,不易引起不良反应;物理和化学性质稳定;无毒、无热原、不致癌、不致畸等特点.
可降解高分子生物材料在整形外科领域具有广阔的应用前景,随着材料科学、医学、分子生物学、化学等学科的交叉融合,新的高效隔离物不断应用于临床,无粘连愈合最终有望实现.
可降解高分子生物材料在医学领域的研究十分广泛,除了在整形外科领域的广泛应用外,可降解高分子生物材料还可用于外科手术缝合线、人造皮肤以及药物释放体系等医学领域.
生物可降解缝线在缝合软组织伤口中有广泛的应用.
近年来关于外科手术缝合线的临床研究发现,聚乙醇酸,聚乳酸及聚对二氧环已酮缝线或绷带可用于修复键,韧带组织及关节脱臼的治疗.
采用生物可降解缝线进行结构固定及用于骨组织手术中也有报道[20].
在治疗烧伤、换皮、伤口包扎中,生物可降解高分表1可降解高分子生物材料在防止整形外科术后粘连中的应用研究作者/杂志实验对象/生物材料实验方法实验结果实验结论陈建英,等[5]《生物医学工程研究杂志》新西兰大白兔、昆明种小白鼠、豚鼠、L929成纤维细胞/透明质酸凝胶膜对透明质酸凝胶膜进行体外溶血、细胞毒性、眼刺激、皮内反应、致敏试验及三项遗传毒性试验交联透明质酸凝胶膜无溶血性、无眼刺激作用、无皮内刺激和致敏作用,细胞毒性0~1级;遗传毒性试验均为阴性透明质酸凝胶膜生物相容性良好,是理想医用生物材料漏德宝,等[12]/《中国现代应用药学杂志》72只莱亨鸡/透明质酸钠随机分成实验组A、B、C和对照组D.
实验手术斜坡形横断左足第Ⅲ趾屈趾深肌腱,注射不同分子量的透明质酸钠,对照组为生理盐水实验组A、B与对照组D有显著性差异(P100万者具有防止粘连的作用刘国辉,等[8]/《吉林大学学报(医学版)》将30只Wistar大鼠随机分A、B、C组,制作肠粘连模型/羧甲基纤维素钠A组对照组,B、C组在腹腔内损伤部位分别滴入透明质酸钠及羧甲基纤维素钠.
术后14d处死动物,观察腹膜粘连情况.
A组粘连广泛、致密,C组轻微粘连,B组介于二者之间羧甲基纤维素钠减轻术后腹膜粘连程度的作用明显优于透明质酸钠MeislinRJ,etal[13]《JApplBiomater》兔子模型/氧化再生纤维素薄膜使用氧化再生纤维素薄膜利用兔子模型做关于生物医学实验肌腱粘连的动物实验在粘连过程中,复原的肌腱形成瘢痕组织,与周围结构,如骨、肌肉、皮肤、腱鞘或其他肌腱发生粘连氧化再生纤维素在力学及组织结构上,显著减少了内部肌腱粘连的严重程度,无异物反应李观华,等[14]《赣南医学院学报》腹部外科、甲状腺、骨科等术后粘连患者33例/医用几丁糖应用几丁糖治疗术后组织粘连均进行了随访,最长10个月,实验组未发生粘连,对照组有5例发生粘连,3例再次手术几丁糖对术后组织粘连具有重要的临床价值王学军,等[15]《实用诊断与治疗杂志》粘连性肠梗阻20例患者/医用几丁糖粘连性肠梗阻20例进行粘连松解术后腹腔内注入医用几丁糖16例成功完成粘连松解术,4例因粘连广泛而中转开腹,16例粘连松解后,注入医用几丁糖,术后随访2年,无梗阻选择性利用腹腔镜手术治疗粘连性肠梗阻是安全的,医用几丁糖可防止术后复发.
黄俊俊,等[16]《中国修复重建外科杂志》62例腰椎间盘突出症患者/聚乳酸薄膜组织随机分实验组32例,对照组30例,行椎板间开窗或椎板切除、腰椎间盘切除术.
实验组置入0.
1mm厚度的聚乳酸薄膜,对照组未置入.
术后2周观察不良反应,6个月后行随访并CT复查手术节段.
术后2周,两组均无不良反应;术后6个月实验组27例痊愈,4例显效,1例有效;对照组24例痊愈,4例显效,1例有效,1例无效.
CT查硬膜外瘢痕粘连:实验组无;对照组不同程度粘连聚乳酸薄膜组织相容性好,无毒,有效预防硬膜外瘢痕粘连,有临床应用价值李大可[17]《江苏医药杂志》50只雌性新西兰大白兔/聚乳酸医用膜随机分两组,均在子宫、输卵管浆膜面人为制造创伤.
实验组以可吸收聚乳酸医用膜敷贴创面;对照组不予处理.
分别于术后2,4,6,8和12周肉眼观察两组粘连情况,并进行病理学形态的观察术后2,4,8和12周实验组粘连等级显著低于对照组(P<0.
05).
光镜下实验组炎症反应轻微,成纤维细胞增生不明显;电镜下实验组成纤维细胞较小,细胞器不发达聚乳酸膜有效屏蔽炎细胞和成纤维细胞在创面的积聚,抑制成纤维细胞增生,降低术后盆、腹腔粘连发生,减轻粘连度苏琰,等[18]《中华创伤骨科杂志》SD大鼠60只/聚D-L乳酸医用膜随机分成两组,即实验组和对照组,每组各30只.
坐骨神经切断后显微缝合,实验组缝合口局部用C;BBD膜包裹,对照组未做处理实验组神经缝合口局部瘢痕增生和粘连程度较对照组明显减轻,再生神经纤维较直,排列结构较整齐.
电生理检查和计算机图像分析结果显示实验组的效果明显优于对照组聚D-L乳酸医用膜有效防止周围神经修复后局部瘢痕组织增生和粘连的形成,提高神经功能恢复的效果杨海江,等.
可降解高分子生物材料在整形外科术后防粘连中的应用P.
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Box1200,Shenyang110004cn.
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org子生物材料应用广泛.
目前人造皮肤多以胶原,甲壳质,聚-L-亮氨酸等酶降解高分子为制作材料.
复合人造皮肤的开发是生物医学工程中的另一个发展目标:合成高分子可为细胞的生长提供骨架,将合成高分子与细胞工程结合起来可形成合成生物复合材料.
聚合物控制的药物释放体系是利用聚合物作为药物的载体或介质,制成一定的剂型,控制药物在人体内的释放速率,使药物按照设计的剂量,在要求的时间范围内按一定的速率在体内缓慢释放,以达到有效治疗的目的.
聚合物控制的药物释放体系是一种新型的给药途径,这种体系能够保持血液中药物的有效浓度在一个相当稳定的水平,因而有利于药物达到最佳治疗效果,同时减小系统毒性[21].
控制药物释放体系存在许多方式,如特殊设计可口服药片,可注射微球,植入材料,粘膜修复材料等.
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ms17.
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