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编号:10266447
4℃储存条件下不同组织保存液对皮片活力影响的研究
http://www.100md.com 《中华外科杂志》 1998年第11期
     作者:贾晓明 Yang H Liss K McGann LE Tredget EE

    单位:100037 北京,解放军第三四医院烧伤研究所(贾晓明);加拿大阿尔伯塔大学医学院低温医学实验室(Yang H、Liss K、McGann LE);加拿大阿尔伯塔大学医学院整形烧伤科(Tredget EE)

    关键词:组织保存;皮肤移植;低温保藏

    中华外科杂志981118 【摘要】 目的 探讨不同组织器官保存液在4℃条件下储存对皮片活力的影响。 方法 在4℃储存条件下,采用普通培养液(MEM)、肝肾等组织保存液(UW)和MEM加硫酸软骨素(CS),以及UW换液(UW-R)、MEM换液(MEM-R)5个实验组,储存猪皮片,在储存1天、3天、5天、7天、10天和14天共6个时间点内分别采用新型四氮唑盐法测定皮片活力值。 结果 3种保存液对皮片活力均具有保护作用,尤以UW组优于MEM组,定期换液的UW-R组及MEM-R组效果更优于相同条件的不换液组UW组及MEM组。 结论 定期更换保存液的UW-R法是在4℃条件下首选的皮片保存的方法。
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    Effect of various methods of tissue storage on split-skin viability at 4℃ Jia Xiaoming,Yang H,Liss K,et al.Burn institute, 304th Hospital of People′s Liberation Army, Beijing 100037.

    【Abstract】 Objective To study various tissues and organs storage solutions (liver,kidney and corneal) at 4℃ for the storage of skin and the viability of skins stored in these solutions at correspondent condition. Method Five experiment groups investigated for storing porcine split-skin at 4℃ were MEM,UW,MEM plus CS,UW-R and MEM-R.A new assay,WST-1, was applied to evaluate skin viability at 1,3,5,7,10 and 14 day during storage respectively. Result Skin viability can all be protected by these three solutions.The effect of UW solution was superior to MEM.UW-R and MEM-R were superior to MEM and UW. Conclusion The method of UW-R which replaces medium routinely may be an optimal method of storing skin at 4℃.
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    【Key words】 Tissue preservation Skin transplantation Cryopreservation

    保存良好活力的异体皮是当今临床上救治大面积烧伤患者创面覆盖的有效治疗措施之一。在普通冰箱(4℃)条件下储存皮片的方法简便易行,并早已广泛应用,但因其储存后活力降低较快,储存时间不能持久,而极大地妨碍了临床上植皮治疗的需要。为此,我们在以往开展4℃条件下储存皮片研究的基础上[1,2],应用不同组织器官(肝、肾、角膜)异体移植前在4℃条件下的保存液,以探索这些组织保存液在相应条件下储存对皮片活力变化的影响,选择一种或几种在4℃条件下储存皮片的最佳保存液,为进一步改进与提高4℃条件下储存皮片的方法与活力提供实验依据。

    材料与方法

    1.标本:雄性加拿大小型猪,30 kg左右,全麻下刮毛消毒后,沿猪背及腹部两侧依次分别取下条片状断层皮片(0.3 mm厚),浸泡于1000 mlMEM保存液(GIBCO公司)内备用。
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    2.实验分组与皮片处理:实验分为5组:(1)MEM不换液组(MEM);(2)MEM换液组(MEM-R);(3)MEM加2%硫酸软骨素不换液组(MEM-CS);(4)UW保存液不换液组(UW);(5)UW保存液换液组(UW-R)。其中实验换液组为每48小时定期更换保存液。

    将0.3 mm断层皮片置于空气层流台内,在无菌条件下,分别剪成20 mm×30 mm大小,按2 cm2皮片/ml保存液的比例,将每个实验组的3.0 ml保存液,分别加到各自实验组中1天、3天、5天、7天、10天、14天各个时间点的无菌密封玻璃瓶内,尔后将盛有各时相点的各实验组皮片小瓶存放于4℃冰柜内待检。

    3.皮片活力测定:本实验活力指标采用新型四氮唑盐方法(WST-1)(WST-1试剂购于美国Boehringer Mannheim公司)。将每实验组各时相点待检的皮片,从4℃冰柜中的玻璃小瓶内取出,在室温条件下,磷酸盐缓冲液(PBS)(GIBCO公司)冲洗3遍。用皮冲子冲成直径约10 mm大小圆形皮片,每实验组各个时相点的皮片均为6块。然后将每小块皮片分别置于96孔无菌塑料培养皿内,每孔内加200 μl PBS、20 μl WST-1,37℃ CO2孵箱内3小时,去除培养孔内皮片,保留培养液体。应用双波长酶联仪在450/690 nm波长下检测每个培养孔内皮片标本培养液活力吸收的OD值,以皮片培养液中测定OD值的高低,判断其皮片活力的大小。即检测OD值越大,反映其皮片存在的活力愈高。按下式计算活力:WST-1活力(%)=(每组实验后标本测得数值)/(每组同一标本新鲜皮数值)×100%
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    4.实验数据统计学处理:本实验中数据均以SDAS统计软件在微机上处理,采用F检验,各实验组指标均以±s表示。分别以新鲜皮片组为各实验组的正常对照,以直线回归分析皮片活力的衰减规律。

    结果

    1.不同组织保存液在4℃条件下WST-1活力变化规律:结果见表1。经F检验,储存1天后,各组保存液间皮片活力差异均未见有显著性意义。于保存液储存皮片3天,各组间皮片活力差异有非常显著性意义(F=27.783,P<0. 01)。储存5天后,经F检验各组间皮片活力差异有非常显著性意义(F=95.564,P<0.01)。储存7天后,其降低的幅度规律大致与5天组相同,F检验各组间皮片活力差异非常显著(F=34.644,P<0.01)。储存10天后,其降低的组别高低仍同前几个时相点,经F检验,各组皮片活力差异非常显著(F=30.406,P<0.01)。经不同组保存液储存14天后,UW-R组保持了最佳活力(44%),MEM-CS活力最低仅为(19%),经F检验各组间皮片活力差异非常显著(F=33.274,P<0.01)。
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    表1 不同组织保存液4℃条件下猪皮片WST-1活力的变化(±s,%) 组别

    储存时间(天)

    全组均值

    (天)

    各时相点

    间F值

    1

    3

    5

    7

    10
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    14

    MEM

    94.4±1.4

    53.4±7.8

    46.6±4.3

    35.8±3.8

    29.5±3.6

    25.2±4.4

    47.0

    179.81**

    MEM-R

    91.6±1.6
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    67.5±3.0

    66.7±6.0

    49.3±2.5

    38.7±3.3

    29.3±4.7

    56.7

    211.16**

    MEM-CS

    94.1±1.4

    47.8±5.3

    42.2±1.1

    36.1±9.9
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    34.5±7.1

    19.8±2.2

    45.3

    128.43**

    UW

    90.7±4.3

    72.3±7.3

    71.7±4.1

    52.6±7.1

    45.7±6.6

    32.9±5.2

    60.3
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    76.86**

    UW-R

    92.8±3.2

    79.7±6.3

    77.8±1.8

    68.8±6.9

    63.4±0.2

    44.7±2.2

    70.5

    91.31**

    各组间F值

    2.73
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    27.78**

    95.56**

    34.64**

    30.41**

    33.27**……

    注:**P<0.01 本实验结果的全组均值活力指标显示:5种保存液的效果依次为:UW-R、UW、MEM-R、MEM、ME-CS。

    2.不同保存时间皮片活力衰减情况分析:为比较各保存液组皮片活力保存时间衰减的差异,以保存天数为自变量,以皮片WST-1活力(%)为因变量,对各组数据分别进行直线相关回归分析,结果如表2。
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    表2 各组皮片活力与保存时间相关分析结果 组别

    回归方程

    r值

    P值

    T0.5(天)

    MEM

    Y=77.12-4.518X

    -0.85

    <0.05

    6.00

    MEM-R

    Y=87.00-4.550X
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    -0.96

    <0.01

    8.13

    MEM-CS

    Y=75.35-4.503X

    -0.84

    <0.05

    5.63

    UW

    Y=89.18-4.326X

    -0.97

    <0.01
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    9.06

    UW-R

    Y=93.09-3.388X

    -0.98

    <0.01

    12.72

    注:T0.5为皮片活力减至50%所需时间

    5个保存液组显示:(1)储存24小时内,皮片活力衰减不显著,仍保持在90.7%~94.4%;(2)储存1~3天,皮片活力迅速衰减,且各处理组差异渐见显著;(3)储存3天后,皮片活力继续衰减,但衰减速率减缓,且各组间仍有显著差异。各保存液组皮片活力与储存时间呈显著(或非常显著)直线负相关(r为-0.84~-0.98)。皮片活力衰减率最大的是MEM-R组(b=-4.550),大约每天衰减4.55%;而衰减速率最小的是UW-R组(b=-3.388),大约每天衰减3.39%。根据回归方程,推算各组皮片活力减至50%所需天数(T0.5)。则T0.5由大到小顺序为UW-R、UW、MEM-R、MEM、MEM-CS。
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    讨论

    在4℃条件下储存皮片,可以在短时间内保存活力良好的皮肤,但在此条件下保存的皮片通常在3天以上,皮片活力就会显著降低,因此在临床移植后成活率不高。细胞培养的液体MEM、DMEM及RPMI1640在4℃条件下保存皮片可使其活力储存的时间延长。这些液体含有供给细胞生长的各种氨基酸、微量元素,各种维生素及缓冲液的平衡液,再加上10%小牛血清或抗氧化剂小红参醌其保存效果更佳。保存皮片与保存液的比例以2~4 cm2/ml效果最佳[1,2]

    我们将MEM作为本实验中皮片储存的基础保存液与当今美国、加拿大等国应用保存异体移植内脏(肝、肾、心、肺、胰)的保存液UW-CSS液,以及保存角膜,防止内皮细胞肿胀的药物CS一起,对这些保存液保存皮片后定期更换(每48小时)与不更换液体之间,在4℃储存条件下活力的改变进行了系统的研究。

    1987年美国威斯康星大学的Belzer等[3]及Southard等[4]在多年研究的基础上,设计出一种新型的冷藏保存液——UW液,并成功地实现了保存胰腺达72小时,第二年,他们又以此种冷藏液保存肝脏48小时和肾脏72小时获得满意的效果,从而使临床上肝、肾、胰腺等器官移植的保存时间大为延长。亦有研究证实,UW液的动物实验表明对保存心、肺等脏器有很好的保护作用[5,6],移植后较其他保存液其心功能恢复的时间早,肺水肿发生率低。此溶液的特点为:(1)不含葡萄糖,而用一种大分子量(358D,1D=0.9921U)的非渗透性阴离子(乳糖酸盐)代替葡萄糖,预防细胞水肿,同时用具有相当大分子量的棉糖(594D)作为附加的渗透支持。(2)含有稳定的非毒性胶体,即羟乙基淀粉,作为一种有效胶体发挥其渗透压力来防止细胞间隙的扩大。(3)含有能预防酸中毒的氢离子缓冲剂(磷酸盐),用于再灌注时ATP再合成的前体(腺苷),以及具有抗氧自由基作用的谷胱甘肽和别嘌呤醇。该液最大的优点是对腹腔内所有器官都具有保护作用。
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    CS是从动物软骨、肌腱等组织中提取的一种含硫高分子粘多糖,有扩张血管,改善血液循环,促进渗出液吸收,营养角膜,促进创面愈合等作用。Lindstrorm等[7]报道应用硫酸软骨保存液(CSM)可使角膜的保存时间延长,并可维持内皮组织较好的活性。而近年来,临床上应用2%CS液在4 ℃条件下保存角膜,移植收到了较好的效果。我们正是在此报道的基础上,利用这些组织脏器保存液在4℃条件下储存皮片后观察对皮片活力变化的规律。

    本实验结果显示自皮片储存的各个相点均值分析均以UW-R组与UW活力为最高,直至储存后14天,该两组皮片活力的均值仍高达44.7%与32.9%,较其它保存液组相比有显著的差异(P<0.01)。这也说明(1)含有电解质,缓冲系统、大分子溶质物质以及抗氧自由基成分的UW液,不仅对腹腔脏器具有良好的保护作用,同时也适用于4℃条件下皮片的储存,并能改善提高皮片的活力。(2)同样对角膜具有保护作用的CS液在相同的MEM保存液的条件下, 储存皮片其活力并没有提高。这可能与该药的药理作用,皮片与角膜组织细胞结构的差异以及多种因素有关,还有待于进一步研究。(3)每48小时更换保存液组,其各个时相点的活力均值均显著地高于相同条件下不更换液体保存液组的活力均值,即UW-R组活力优于UW组,MEM-R组活力优于MEM组。
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    通过本实验研究,我们认为UW液为最佳的4 ℃条件下储存皮片的一种保存液,它对皮片储存后维持良好皮片的活力,具有较好的保护作用。

    志谢 课题数据统计方面得到人民军医出版社余满松社长的指导与大力协助,在此表示衷心感谢

    本课题受军队留学回国人员医学科研启动基金、加拿大国家医学研究理事会资助

    参考文献

    1 朱兆明,吴志谷,周幼琴,等.4℃储存皮肤中几个问题的研究.中华整形烧伤外科杂志,1989,5:139-140.

    2 朱兆明.4℃储存皮肤的最佳条件.中华外科杂志,1989,27:169-172.

    3 Belzer FO,Hoffman RM, Stratta RJ.Combined cold storage-perfusion prestrvation of the kidney with a new synthetic perfusate.Trans Proc,1989,21:1240-1243.
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    4 Southard TH. Advances in organ prestrvation. Trans Proc, 1989,21:1195-1198.

    5 Schmid T, Landry G, Fields BL. The use of myocytes as model for developinm successful heart preservation solution. Transplantation, 1991,52:20-22.

    6 Miyoshi S, Shimokawa S, Schreinemakers H. Comparison of the university of wisconsin preservation solution and other crystalloid perfusates in a 30-hour rabbit lung preservation model. J Thorac Cardiovasc Surg,1992,103:2-8.

    7 Lindstrom RL, Doughman DJ, Skelnik DL.Corneal preservation at 4 degrees C with chondroition sulfate containing medium. Trans Am Ophthalmol Soc, 1987,85:332-334.

    (收稿:1998-03-12 修回:1998-07-27), 百拇医药