凝胶注射兔耳行软组织增量的效果评价

刘淑英　徐平平

(南方医科大学附属口腔医院　广东省口腔医院，广东　广州　510280)



凝胶注射兔耳行软组织增量的效果评价

刘淑英徐平平

(南方医科大学附属口腔医院广东省口腔医院，广东广州510280)

〔摘要〕目的对凝胶注射于兔耳行软组织增量的效果进行量化评价。方法在兔耳上分别注射透明质酸钠凝胶0.05 ml、0.10 ml及0.15 ml，每组6个样本，用三维轮廓扫描仪扫描建模后测量注射区软组织增量的体积，并在注射区的矢状剖面上测量记录软组织增量的高度。结果注射量0.05 ml、0.10 ml及0.15 ml 的样本软组织增量体积均值分别为57.277 mm3、106.785 mm3和129.686 mm3，软组织增量高度的均值分别为2.300 mm、2.797 mm和2.890 mm。结论应用兔耳作为注射型软组织填充材料研究动物模型时，0.05～0.10 ml是一个适当的注射量范围。

〔关键词〕软组织增量；面部年轻化；三维重建

第一作者：刘淑英(1989-)，女，在读硕士，主要从事口腔颌面外科研究。

面部皮肤松弛下垂、皱纹形成是机体衰老的常见表现，而注射美容是面部年轻化的重要手段〔1〕。注射美容软组织填充材料种类繁多〔2〕，按照其是否可被机体吸可分为不可吸收性材料和可吸收性材料，其中可吸收性材料一直是本领域研究的热点。软组织增量效果评价是组织填充材料研究的一个重要方面，然而，传统的标准平面摄影有其二维局限性，不能定量地测量注射填充区软组织增量的变化〔3〕。本研究在兔耳真皮下注射凝胶填充物后使用三维轮廓扫描仪扫描，并对注射区域的矢状剖面进行分析，以探究注射美容软组织增量的效果。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1实验动物3只新西兰兔，雌雄不限，体重1.7～2 kg，日龄70～90 d，由广东省医学实验动物中心提供。

1.1.2实验仪器三维光学扫描系统(VR3100形状轮廓测量仪，日本基恩士公司)；供分析软件用电子计算机(E6530，DELL公司)；冰冻切片机(德国徕卡公司)；数码相机(COOLPIXS210，日本尼康公司)；游标卡尺(上海申菱卡尺公司)。

1.1.3主要试剂医用透明质酸钠凝胶(上海建华精细生物制品有限公司)；OCT冷冻包埋剂(日本Sakura Finetek公司)。

1.2方法

1.2.1动物建模经耳缘静脉使用空气栓塞法处死实验兔，在每只兔耳背部选择3个注射区域，设定成0.05、0.10、0.15 ml组，每组6个样本，分别注射医用透明质酸钠凝胶0.05、0.10、0.15 ml，注射层次为兔耳真皮与软骨之间。注射后可见兔耳注射区域有明显的皮肤隆起，以皮肤隆起的边缘外4 mm的组织为界，切取包括软骨在内的兔耳全层，见图1。

图1　兔耳注射区域

1.2.2注射区域组织增量体积的测量使用三维轮廓扫描仪对标本进行扫描及建模，扫描时测量视野上方平面下0.05 mm作为标准焦平面，以确保测量视野内的标本均在测量景深内，扫描建模，见图2，每个标本扫描时间约为5 s。建模后使用专用分析程序打开模型档案文件，在标本的扫描区域内根据注射区隆起的边缘，使用体积面积测量工具的凸面测量模式测量所选取注射区的凸起体积，视为该区由注射引起的组织增量体积，见图3。

图2　以高度信息为基础的标本立体模型

图3　选择由注射引起的组织增量区域

1.2.3注射区域的矢状剖面观察使用游标卡尺确定兔耳注射区的最高点后标记，标本-20℃过夜，在-20℃环境中使用OCT包埋剂包埋标本，切片，达到兔耳注射区最高点为止。在标本矢状剖面使用游标卡尺测量注射区组织增量最高点到软骨表面的距离，记为注射区组织增量高度，见图4。

图4　注射区域的矢状剖面图

1.3统计学方法采用SPSS20软件行直线回归与相关分析、单样本t检验、多个独立样本非参数检验及单因素方差分析。

2结果

2.1各注射区域组织增量后体积变化情况0.05 ml、0.10 ml及0.15 ml注射区组织增量体积分别为(57.277±9.772)mm3、(106.785±10.568)mm3和(129.686±28.896)mm3。3组注射区域组织增量与注射量的相关系数r=0.852，P<0.05；0.05 ml组与0.10 ml组注射区域组织增量与注射量的相关系数r=0.936，P<0.05。进一步回归分析显示，3组注射区域组织增量(Y)与注射量(X)具有直线回归关系，Y=0.724X+25.507，回归系数为0.724(t=6.521，P<0.05)；方程检验有统计学意义(F=42.522，P<0.05)，调整决定系数R2=0.710。0.05 ml组与0.10 ml组注射区域组织增量(Y)与注射量(X)具有直线回归关系，Y=0.990X+7.769，回归系数为0.990(t=8.425，P<0.05)，回归直线成立，方程检验有统计学意义(F=70.895，P<0.05)，调整决定系数R2=0.864。

2.2各注射区域组织增量后高度变化情况0.05 ml、0.10 ml及0.15 ml组的组织增量高度分别为(2.300±0.182)mm、(2.797±0.279)mm和(2.890±0.411)mm。0.05 ml组的组织增量高度分别与0.10 ml组、0.15 ml组比较有统计学差异(P<0.05)。注射量由0.05 ml增加到0.10 ml时，组织增量高度随注射量的增加而增加；0.10 ml组与0.15 ml组比较，组织增量的高度无统计学差异(P>0.05)。

3讨论

机体衰老，人体表面的组织结构发生老化、松弛及萎缩等改变，真皮中的弹性纤维变性、胶原合成减少，皮肤松弛下垂，皱纹形成〔4〕，面部比例发生改变〔5〕，面容衰老。随着整形美容外科的蓬勃发展，面部年轻化是医学美容界广泛重视的领域，其中注射美容术是实现面部年轻化的一个重要技术，具有创伤小、恢复时间短、并发症少等优点，是目前整形外科临床技术发展的趋势之一〔6〕。注射美容是将可注射材料直接注射于人体特定部位，使人体的容貌或体形有所改观，增进容貌美的同时改善功能〔7〕。注射用软组织填充材料的发展推动注射美容术的进步，是现今美容医学的研究热点〔8〕。不可吸收性组织填充材料在应用过程中存在着易形成过敏、异物肉芽肿等并发症〔9〕，因而可吸收性材料在临床上使用的更为广泛。但随着时间推移，可吸收性组织填充材料会逐渐被机体吸收、降解，填充材料的软组织增量效果发生变化。在进行填充材料性质研究时，精确定量地测量填充区软组织增量的变化十分重要。

3.1动物模型的选择目前，有很多动物模型被应用于软组织填充材料研究，如裸鼠头部〔10〕、大鼠背部〔11〕、兔子唇部〔12〕、猪的咽后部〔13〕及兔耳等〔14，15〕。兔耳的主要组织结构包括表皮、皮下组织和软骨，其中皮下组织主要成分为纤维组织，疏松结缔组织和脂肪很少，注射填充材料后不会轻易发生位移。因此，建立在兔耳上的注射区具有容易观察、便于测量分析的优点，在软组织填充材料研究中被较多采用。

3.2软组织增量的测试方法将组织填充材料应用于软组织增量后，组织增量体积的测量计算存在一定困难。有学者通过B超及游标卡尺联合测量移植物的纵径、横径和厚度以计算移植物体积〔15〕。Chung等〔10〕把人类脂肪注射在裸鼠头颅上，通过Micro-CT扫描，利用脂肪与周围组织扫描阈值的不同来区分并测量移植在裸鼠头颅上脂肪体积的大小。然而，无论是直接测量法还是影像测量法都没有做到直观完全地反映注射区域软组织增量的变化。

本研究采用体积轮廓扫描仪，仪器配备三重大口径远心镜头共用为投影镜头和受光镜头，受光镜头通过侦测投影镜头投射在目标物体上条纹光线的扩散反射，经三角测距算法运算得出各点的高度及位置〔16〕，对标本进行扫描建模后，通过计算机进行数据转换及三维重构，经过运算，计算机可以显示标本任意方向旋转、以高度信息为基础三维立体模型，直接从软件扫描重建后模型上选择组织增量的区域并进行计算分析，测量结果相对直观可靠。

3.3兔耳注射模型的注射量问题本实验提示，使用轮廓扫描仪对兔耳注射区域扫描建模后计算注射填充后的软组织增量体积具有一定的可行性，可以直观反映软组织填充后效果。

从组织增量体积值与注射量的相关分析中可以看到，注射量增加，移植区域组织增量增加。注射区域内软组织增量体积的变化有71%是可以由注射量的变化引起的。而当剔除0.15 ml组后，注射区域内软组织增量体积的变化有86.4%是可以由注射量的变化引起的。可见，在剔除较大注射量0.15 ml组后，组织增量与注射量相关程度增高，组织增量的变化受注射量变化的影响增大。可能由于兔耳组织较为致密，皮肤与软骨间存在张力，在不对兔耳皮肤与软骨进行预剥离的前提下，随着注射量的增加，注射区域内部压力增大，注射填充物受周围增大的压力影响，注射区域内组织增量的体积增加受限制，因而，注射量0.15 ml组出现组织增量体积均值低于注射量。另外，注射量增加后，凝胶填充物更容易由注射孔外溢，也会造成在注射量0.15 ml组出现组织增量体积均值与注射量相差较多。由此提示，在兔耳的移植区域不进行预剥离建立可注射软组织填充材料模型时，注射量设在0.05～0.10 ml范围内时更接近由注射量引起的软组织增量体积变化。在剔除0.15 ml组后尚有13.6%不能用注射量的变化来解释，可能与兔子耳朵厚薄不均一、注射区内软组织增量的区域确定有偏差等因素有关。

为观察经过组织标本内注射区域最高点的矢状剖面观，本次研究采取在-20℃环境下使用OCT冷冻包埋剂对标本包埋后切割，减少了注射区域内凝胶填充物的挤压变形，以保证剖面观的凝胶填充物保持原有形态。从剖面观上观察凝胶填充物位于兔耳表皮与软骨之间，呈开口朝向软骨面类抛物线形状，中心高，向两边缓缓下降。注射量由0.05 ml增加到0.10 ml时，组织增量高度随注射量的增加而增加，但是当注射量由0.10 ml增加到0.15 ml时，组织增量高度不再随着注射量的增加而增加。这是由于，兔耳皮肤与软骨之间存在的组织张力，在注射量增加的同时注射区域内压应力也相应增加。当注射量达到一定的阈值(0.10 ml)时，组织增量的高度增加受到限制，增加注射量，组织增量的高度也不再发生明显变化，凝胶样的填充物将由注射区的最高点向四周扩散，从剖面冠上表现为类抛物线变得平缓、开口变宽。从组织增量的高度来看，在不采取预剥离手段时，0.05～0.10 ml是在兔耳上建立注射型软组织填充材料的一个适当注射量范围，这与本研究中对软组织增量体积分析时得出的注射量范围一致。

4参考文献

1Donofrio L，Weinkle S.The third dimension in facial rejuvenation：a review〔J〕.J Cosmet Dermatol，2006；5(4)：277-83.

2Glogau RG.Fillers：from the past to the future〔J〕.Semin Cutan Med Surg，2012；31(2)：78-87.

3Meier JD，Glasgold RA，Glasgold MJ.3D photography in the objective analysis of volume augmentation including fat augmentation and dermal fillers〔J〕.Facial Plast Surg Clin North Am，2011；19(4)：725-35.

4Yaar M，Gilchrest BA.Skin aging：postulated mechanisms and consequent changes in structure and function〔J〕.Clin Geriatr Med，2001；17(4)：617-30.

5曹芳，王臻，戴静桃.年轻汉族女性面部比例的测量与评估〔J〕.广东牙病防治，2015；23(2)：84-6.

6Afrooz PN，Pozner JN，Dibernardo BE.Noninvasive and minimally invasive techniques in body contouring〔J〕.Clin Plast Surg，2014；41(4)：789-804.

7上官文松.软组织注射美容材料应用进展〔J〕.西部医学，2012；24(12)：2439-41.

8Rhee SM，You HJ，Han SK.Injectable tissue-engineered soft tissue for tissue augmentation〔J〕.J Korean Med Sci，2014；29(Suppl 3)：S170-5.

9李荟元.软组织充填材料在美容外科应用的国外进展〔J〕.中国美容医学，2003；12(1)：106-9.

10Chung MT，Hyun JS，Lo DD，etal.Micro-computed tomography evaluation of human fat grafts in nude mice〔J〕.Tissue Eng Part C Methods，2013；19(3)：227-32.

11Alghoul M，Mendiola A，Seth R，etal.The effect of hyaluronan hydrogel on fat graft survival〔J〕.Aesthet Surg J，2012；32(5)：622-33.

12Brucker M，Sati S，Spangenberger A，etal.Long-term fate of transplanted autologous fat in a novel rabbit facial model〔J〕.Plast Reconstr Surg，2008；122(3)：749-54.

13Wise JB，Cabiling D，Yan D，etal.Submucosal injection of micronized acellular dermal matrix：analysis of biocompatibility and durability〔J〕.Plast Reconstr Surg，2007；120(5)：1156-60.

14Eppley BL.Experimental assessment of the revascularization of a cellular human dermis for soft-tissue augmentation〔J〕.Plast Reconstr Surg，2001；107(3)：757-62.

15谭新颖，张海霞，刘斌，等.可注射自体脂肪组织移植动物模型的建立〔J〕.实用口腔医学杂志，2011；27(2)：159-63.

16罗子源，唐亮，许晶晶，等.采用体积轮廓扫描仪直接测量口腔印模材料的尺寸变化率〔J〕.实用口腔医学杂志，2015；31(1)：27-31.

〔2015-11-12修回〕

(编辑李相军)

Evaluation of the tissue augmentation in the rabbit ear after the injection of gel fillings

LIU Shu-Ying,XU Ping-Ping.

Guangdong Provincial Stomatological Hospital,Affiliated Stomatological Hospital to Southern Medical University,Guangzhou 510280,Guangdong,China

【Abstract】ObjectiveTo quantify the tissue augmentation in the rabbit ear after the injection of gel fillings.MethodsThe ears of rabbits were injected with gel fillings in a volume of 0.05,0.10,0.15 ml,and each group of 6 samples.The volumes of the tissue augmentation in the graft sites were detected by 3D optical scanner.The heights of the tissue augmentation in the sagittal sections were measured.ResultsThe mean volumes of the tissue augmentation with injection of 0.05,0.10,0.15 ml were 57.277 mm3,106.785 mm3 and 129.686 mm3,and the mean heights were 2.300 mm,2.797 mm,2.890 mm,respectively.Conclusions0.05~0.10 ml is an optimal injection volume range to evaluate the tissue augmentation in the rabbit ear after the injection of gel fillings.

【Key words】Soft tissue augmentation；Facial rejuvenation；Three dimensional reconstruction

通讯作者：徐平平(1971-)，男，主任医师，博士生导师，主要从事口腔颌面外科研究。

基金项目：国家自然科学基金资助项目(81271187)；广东省科技计划项目(2014A020212239)

〔中图分类号〕R6

〔文献标识码〕A

〔文章编号〕1005-9202(2016)04-0777-03；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.04.004