治療短鼻畸形的可控性膨脹材料的實驗研究.pdf

1、研究背景： 短鼻畸形的有效矯正一直是鼻整形外科中的一個難題。 解決短鼻的延長的關(guān)鍵在于如何能提供額外的鼻部軟組織覆蓋量。為了解決短鼻延長治療中的皮膚軟組織覆蓋不足，減少手術(shù)并發(fā)癥我們擬研制一種類似皮膚軟組織擴(kuò)張器可在體內(nèi)自行膨脹延長的材料，既可以充當(dāng)鼻支架，又具有自動膨脹達(dá)到擴(kuò)張皮膚要求，可以根據(jù)鼻子的具體情況，設(shè)計鼻延長假體并控制這種材料的膨脹量大小形狀，膨脹方向，膨脹時間和膨脹的速度，以保證這種材料在臨床使用中安全和

2、有效，一次手術(shù)就同時解決鼻支架結(jié)構(gòu)延長和增加鼻軟組織覆蓋的問題。 目前最常用的短鼻延長支架為醫(yī)用硅橡膠，是公認(rèn)的比較安全的人體植入材料，但不具備擴(kuò)張膨脹的特性。醫(yī)用水凝膠(hydrogel)是一類具有親水性但不溶解于水，只在水中發(fā)生溶脹的高分子材料，水凝膠可溶脹產(chǎn)生大于其自身幾倍、幾十倍或更多的體積，并具有可以接枝到力學(xué)性能較好的基材上特性，然而能否將此種材料用作可控性鼻支架尚未有相關(guān)研究。 研究目的： 本課題旨

3、在探討一種可控性的鼻支架植入短鼻內(nèi)，令其緩慢膨脹延長，使鼻部皮膚得到緩慢擴(kuò)張，以減少并發(fā)癥。為今后短鼻畸形的治療提供一新的治療途徑。 研究內(nèi)容： 1.結(jié)合臨床手術(shù)觀察，通過尸體標(biāo)本鼻部解剖，找出鼻支架結(jié)構(gòu)中與鼻延長有關(guān)的結(jié)構(gòu)，并測量通過手術(shù)分離可以延長的程度，再用螺旋CT進(jìn)行鼻部掃描重建，觀察鼻部淺表結(jié)構(gòu)，全面認(rèn)識鼻延長的解剖學(xué)基礎(chǔ)。 2.在以往硅膠改性和醫(yī)用水凝膠的研究基礎(chǔ)上，尋找能夠與醫(yī)用硅橡膠相復(fù)合的醫(yī)用水

4、凝膠，制備出既可以自動膨脹代替皮膚軟組織擴(kuò)張器又可以充當(dāng)鼻部延長永久性支架的復(fù)合材料。通過不同比例配方獲得不同程度膨脹的量，實現(xiàn)定量擴(kuò)張：同時通過梯度復(fù)合技術(shù)控制復(fù)合膨脹材料的膨脹的方向，達(dá)到復(fù)合材料可控膨脹的目的。 3.對可控性膨脹材料和純硅膠材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比觀察和體外回縮實驗明確膨脹機(jī)理。通過體外膨脹實驗觀察復(fù)合膨脹材料的定向膨脹的可行性。 4.對照體外實驗，將不同比例的SR/PVPP復(fù)合膨脹材料植入動物皮下，

5、同體對比觀察不同比例SR/PVPP復(fù)合膨脹材料和純硅膠假體是否具有一樣或者更好的組織相容性，并從中優(yōu)化篩選出下一步實驗用最佳比例復(fù)合膨脹材料。 5.SR/PVPP復(fù)合膨脹材料植入兔鼻尖部，與空白(不植入任何材料)及植入純硅膠假體試驗組形成對照研究：通過觀察鼻尖皮膚的血流變化和基底細(xì)胞的有絲分裂，證明這種SR/PVPP復(fù)合膨脹材料對局部皮膚軟組織確實具有擴(kuò)張的作用：局部皮膚獲得生物性增生額外增加的皮膚。 6.通過核磁共振(

6、MRI)無創(chuàng)性動態(tài)觀察，為今后這種材料的臨床應(yīng)用提供一個實用的監(jiān)測手段，同時更加證明這種材料的一次性軟組織擴(kuò)張的有效性。 材料與方法： 1.短鼻延長的解剖學(xué)基礎(chǔ)研究按照鼻部整形手術(shù)的正常步驟進(jìn)行2具陳舊成年尸體頭顱標(biāo)本，6具新鮮成年尸體頭顱標(biāo)本鼻子的局部分層解剖。在一定的拉力下測量每個標(biāo)本鼻翼軟骨與側(cè)鼻軟骨分離度。在徹底分離開側(cè)鼻軟骨和鼻翼軟骨之間的聯(lián)系，保留側(cè)鼻軟骨與鼻翼軟骨之間鼻粘膜的完整聯(lián)系時測量兩者間距離。

7、 應(yīng)用美國CE公司LightSpeed16排螺旋CT以5mm斷層掃描并進(jìn)行分拆后的圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)紿PworkstationXW8000工作站上進(jìn)行鼻部軟組織重建，顯示出鼻部軟組織結(jié)構(gòu)(鼻軟骨)的構(gòu)圖，直接反應(yīng)術(shù)前和術(shù)后的情況。 2.可控性膨脹材料的合成和表征用成都有機(jī)硅中心生產(chǎn)的醫(yī)用甲基乙烯基混煉硅橡膠與自制PVPP于開煉機(jī)上混煉均勻，室溫停放24小時后，置于模具內(nèi)，在已預(yù)熱過的平板硫化機(jī)上160℃，3MPa下硫化15分鐘后取

8、出；二段硫化：鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)鼓風(fēng)進(jìn)行，180℃保溫四小時，即得SR／PVPP復(fù)合材料。對這種復(fù)合材料進(jìn)行形態(tài)分析、親水性能測試和吸水膨脹性能測試。 3.可控性膨脹材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)觀察、回縮實驗及定向材料的制備。通過HitachiS-3000型掃描電鏡觀察SR／PVPP復(fù)合膨脹材料和純硅膠假體材料膨脹前后內(nèi)部結(jié)構(gòu)形態(tài)的變化。 將不同配方的復(fù)合膨脹材料放入生理鹽水量杯中膨脹，在達(dá)到平衡后(不再變化)，將材料取出晾干，每天觀察和測

9、量材料膨脹長度和體積的變化。利用梯度復(fù)合工藝把純硅膠與復(fù)合膨脹材料結(jié)合在一起，制造出整塊的梯度復(fù)合材料，并根據(jù)臨床使用的要求，雕刻出不同的假體形狀，在放入生理鹽水中，觀察定向擴(kuò)張的表現(xiàn)。 4.不同比例可控性SR／PVPP復(fù)合膨脹材料在動物皮下植入的反應(yīng)觀察根據(jù)拉丁方統(tǒng)計設(shè)計原理，選擇6×6基本拉丁方來安排6種比例SR／PVPP可控性復(fù)合膨脹材料在同一只兔子背部皮下進(jìn)行對比研究。一共觀察6只成年新西蘭兔，36塊材料，每天人工測量并

10、記錄每只兔子的皮下假體的長度變化。在6周后進(jìn)行測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計學(xué)拉丁方設(shè)計資料的方差分析。通過組織切片對比純硅膠材料，觀察復(fù)合膨脹材料纖維包膜反應(yīng)，研究該材料的組織相容性。 5.同一比例可控性復(fù)合膨脹材料鼻尖部植入，與空白及對照組對比觀察鼻尖皮膚血流及有絲分裂情況將14只成年新西蘭兔分成三組，實驗組兔子鼻尖皮下埋入25％比例SR／PVPP復(fù)合膨脹材料假體，同時設(shè)立空白對照和試驗對照(0％PVPP純硅膠材料)定期用ES-1000血流

11、多普勒檢測儀測量血流流速和峰值，再按照術(shù)后3、7、9、14、30、60、90天從喂養(yǎng)的實驗組兔子中隨機(jī)選一只取鼻尖部皮膚做樣本，同時從對照組兔子鼻部相同位置取皮膚樣本，一起做HE染色組織切片，用光學(xué)顯微鏡觀察的組織切片，拍攝不同放大倍數(shù)的組織切片圖。在高倍鏡下以一個視野為單位進(jìn)行上皮組織基底細(xì)胞的有絲分裂細(xì)胞數(shù)。 6.可控性復(fù)合膨脹材料鼻尖部植入后的檢測-MRI動態(tài)觀察用西門子MagnetonImpactExpert1.5T超導(dǎo)

12、磁共振機(jī)，用頭線圈，對貓和兔子進(jìn)行空白對照，純硅膠實驗對照和25％SR/PVPP復(fù)合材料實驗組觀察按照術(shù)前，術(shù)后即時，術(shù)后3天，7天，10天，16天，35天分別將上述三組動物在全身麻醉下進(jìn)行MRI掃描。 結(jié)果： 1.我們通過尸體解剖和臨床手術(shù)活體結(jié)構(gòu)的觀察，發(fā)現(xiàn)和證實了鼻子支撐結(jié)構(gòu)中鼻骨與側(cè)鼻軟骨呈重疊連接、中隔軟骨與側(cè)鼻軟骨呈融合延續(xù)連接、側(cè)鼻軟骨與鼻翼軟骨呈鉤袢連接。其中側(cè)鼻軟骨與鼻翼軟骨在一定的拉力(支撐力)的作用

13、下，在充分分離兩者之間聯(lián)系，保持連接處下方的粘膜完整的條件下正中位置最大可以向前延伸長7.04mm，平均延伸5.98mm，側(cè)邊最大可以向前延伸5.03mm，平均延伸3.92mm。 16排螺旋CT斷層掃描并進(jìn)行鼻部軟組織重建，能夠清晰顯示出鼻部軟組織結(jié)構(gòu)特別是鼻軟骨的構(gòu)圖。 2.以醫(yī)用甲基乙烯基硅橡膠為基體，自制的交聯(lián)聚乙烯基吡咯烷酮水凝膠(PVPP)為吸水組分，用物理共混法制備了可吸水膨脹的硅橡膠／PVPP水凝膠復(fù)合材料

14、。我們用接觸角測試結(jié)果表明，醫(yī)用甲基乙烯基硅橡膠中引入PVPP水凝膠后，材料表面親水性能顯著提高。體外膨脹實驗證明復(fù)合材料隨PVPP含量的增加，吸水膨脹體積增加。 3.通過掃描電鏡觀察SR／PVPP復(fù)合膨脹材料和純硅膠假體材料膨脹前后內(nèi)部結(jié)構(gòu)形態(tài)的變化，可以明顯顯示兩種材料內(nèi)部完全不同的形態(tài)變化。分布在硅膠中的PVPP顆粒在遇水后，可以自行膨脹來使復(fù)合膨脹材料整體膨脹。同時我們獲得了定向膨脹的SR／PVPP復(fù)合膨脹材料。

15、 4.按6×6基本拉丁方來安排6種不同比例PVPP硅膠可控性復(fù)合膨脹材料在同一只兔子背部皮下進(jìn)行對比研究，與純硅膠假體比較具有明顯的膨脹特點，統(tǒng)計學(xué)結(jié)果分析兩者間有顯著差異(P<0.001)。SR／PVPP復(fù)合膨脹材料具有良好的組織相容性。25％的SR／PVPP復(fù)合膨脹材料膨脹程度適中，是下一步實驗中比較安全的鼻尖植入假體。 5.25％的SR／PVPP復(fù)合膨脹材料可以作為合適的鼻尖實驗用復(fù)合膨脹材料。與空白(不植入任何材料)及植

16、入純硅膠假體試驗組形成對照研究，25％PVPP硅橡膠復(fù)合膨脹材料植入兔鼻尖部后，能夠明顯膨脹并引起鼻尖皮膚的血流增加和基底細(xì)胞有絲分裂增加，完全符合局部皮膚得到有效擴(kuò)張的表現(xiàn)。 6.通過核磁共振(MRI)無創(chuàng)性動態(tài)觀察，能夠清楚顯示出不同時間皮下復(fù)合膨脹材料的膨脹變化過程。為今后這種材料的臨床應(yīng)用提供一個實用的監(jiān)測手段，同時再次證明這種材料的皮膚軟組織擴(kuò)張的有效性。 結(jié)論： 1.在鼻骨、側(cè)鼻軟骨、中隔軟骨與鼻翼軟

17、骨構(gòu)建的鼻支架關(guān)系中，側(cè)鼻軟骨與鼻翼軟骨之間的結(jié)合特點是短鼻延長的解剖學(xué)基礎(chǔ)。側(cè)鼻軟骨與鼻翼軟骨在一定的支撐力的作用下，在充分分離開兩者之間的聯(lián)系后可以鼻子支架和粘膜可以被同時向前延伸。 2.硅膠和PVPP通過物理混合的方法制備出可吸水膨脹的SR／PVPP復(fù)合材料，其表面親水性能顯著提高，兩者理化性質(zhì)保持不變，可以通過自身水凝膠的膨脹引起整體增大，隨著PVPP含量的增加，膨脹體積增加達(dá)到平衡。 3.SR／PVPP復(fù)合材料