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甘蔗生物聚合物凝胶对创伤性口腔溃疡愈合的影响

介绍
口腔溃疡病变在牙科诊所中很常见1,但是导致这种情况的大量疾病有时会妨碍他们的诊断2。口腔创伤性溃疡 (TU) 可能是由于口腔粘膜受到物理或化学侵害所致3。

针对这些病变的最有效治疗方法尚未完全确定;据报道,有几种使用局部或全身药物的方案,旨在缓解症状并加速该区域的修复,以重建受损组织4,5。TU治疗常用orabase曲安西龙软膏处方6。

草药在伤口愈合中的应用已被广泛研究,因为它们含有生物碱、三萜和生物分子等活性成分,可干扰修复的一个或多个阶段7,8。植物也可以是产生胞外多糖的微生物的间接来源,这些微生物在各个行业都有应用9。

Zoogloea sp. 是一种细胞外多糖 (EPS) (zooglan) 的细菌产物,是从巴西东北部农工业环境中的甘蔗糖蜜 ( Saccharum officinarum ) 中分离出来的(实验甘蔗站)。所得生物聚合物具有适合制备凝胶、膜、海绵、颗粒和假体等材料的物理和化学特性,已被广泛研究用于医疗行业10。实验期间,未观察到感染、过敏、中毒或组织挤压的临床症状7,11,12。

研究了颗粒状生物聚合物在大鼠黄芩骨缺损中的应用。相同材料的膜具有生物相容性,可填充骨腔,避免畸形并提供骨修复13,14。特谢拉等人。15评估了甘蔗生物聚合物海绵膜修复兔子口腔溃疡的作用。他们观察到薄膜保留在溃疡床中,起到机械屏障的作用。接受胶片的病变的完全愈合时间与未接受胶片的病变没有差异。

鉴于涉及这种生物聚合物的实验研究中发现的积极结果,特别是在不同有机结构的组织修复方面,本研究的目的是从临床和组织学角度评估甘蔗生物聚合物凝胶在 TU 愈合中的作用。

方法
样本
本研究已提交给伯南布哥联邦大学动物使用伦理委员会(协议 0010/2018),并根据美国国立卫生研究院实验动物护理和使用指南(NIH 出版物第 8023 号)获得批准,1978 年修订)。将体重 200-300 克的45 只雄性大鼠(品种:褐家鼠,科:Wistar 品种 Muridae)圈养在受控温度和照明条件(21-23°C,12 小时光照/12 小时黑暗)下,以便压力水平不会增加;食物和过滤水的供应是无限的。

将动物按批次随机分为三组,每组 15 只:

第1组:阴性对照(不处理);

第2组:阳性对照(用orabase中的曲安奈德软膏治疗);

第 3 组:实验(用 EPS 凝胶处理,Universidade Federal de Pernambuco / PI0301912-8 A2)。

根据分析时间(1、3 和 7 天)对各组进行细分:

第1组:D1;

第2组:D1;

第3组:D1;

第1组:D3;

第2组:D3;

第3组:D3;

第1组:D7;

第2组:D7;

第 3 组:D7。

每组包含五只动物。
口腔粘膜溃疡的诱发及治疗方案
通过肌内注射氯化赛拉嗪(Rompum,Bayer do Brasil,圣保罗,巴西,10 毫克/千克体重)和氯胺酮(Ketalar,Parke-Davis,Aché Laboratories,圣保罗,巴西,75)对动物进行全身麻醉。毫克/千克体重)。用0.12%洗必泰口腔消毒并安装手术野后,在动物下唇表面进行2%利多卡因浸润麻醉,促进粘膜上皮和结缔组织之间的水分离。与前面描述的相同的运算符 (LM)16,17 号使用金属冲头诱发直径 5 毫米的溃疡。

诱发溃疡后,以完全覆盖伤口的方式施用第2组和第3组的药物。接下来的日子里,每天早上在全身麻醉下涂抹一次药物,确保药物在溃烂部位的维持和作用至少两个小时。手术后1天、3天和7天腹膜内注射剂量为150mg/kg的全身麻醉剂戊巴比妥钠(Tiopental),对每组中的5只大鼠实施安乐死。

临床评价
每天监测动物。他们的体重在损伤诱导当天(第 0 天)和安乐死当天记录,作为间接评估与口内损伤相关的疼痛存在的方法16。通过比较第 0 天和安乐死当天的病变大小来进行愈合进展的临床分析。用数字卡尺测量溃疡的最大和最小直径,并按照Cavalcante等人的方法计算溃疡面积(A)16:

R = 较大半径;

r = 较小的半径 (A = π • r • R)。

组织学评估
负责评估载玻片的口腔病理学家 (GP) 不知道每只动物接受了哪种治疗。与愈合过程相关的细胞事件的标准是:炎症浸润的类型和强度、是否存在异物肉芽肿、是否存在坏死以及组织再上皮化的程度,遵循 Peixoto 等人的方法等人。18还有辛哈和加拉格尔19。

炎症浸润仅限于镜下视野三分之一的标本为I级(轻度浸润);镜下视野的三分之一到三分之二之间存在炎症细胞的病变定义为II级(中度浸润);炎症浸润超过镜下视野三分之二的病变被归类为Ⅲ级(强烈浸润)。再上皮化程度的分类遵循评分:

1级:不到一半伤口重新上皮化;

2级:上皮再生覆盖至少一半伤口;

3级:上皮化覆盖整个伤口。

统计分析
数据被输入到 Excel 工作表中,并使用 IBM Statistical Package for the Social Sciences 版本 23 程序来获得统计计算。F(方差分析)或 Kruskal-Wallis 检验用于组间或动物安乐死时间之间的比较,配对学生 t 检验或配对 Wilcoxon 检验用于比较初始和最终结果评价。皮尔逊χ2分类变量的组间比较采用Fisher精确检验,当χ2满足条件时,采用Fisher精确检验。2测试无法验证。

结果
临床分析
表1显示了整个研究过程中不同动物治疗组体重变化的统计分析。绝对平均值和百分比变化均为正值,表明整个研究过程中所有组的平均体重减轻,其中第 1 组的体重减轻最多,第 3 组的体重减轻最低。在第 1 组和第 3 组之间以及第 1 组和第 2 组之间观察到绝对体重变化存在统计学显着差异。第 2 组和第 3 组之间的体重变化没有统计学显着差异。

 缩略图
表1
不同治疗组整个研究过程中动物体重变化(g)的统计分析。
诱导病变(D1)后,已经可以观察到被白黄色膜的纤维蛋白层覆盖的溃疡的存在。图1显示了不同组中溃疡的临床演变。在整个研究过程中,只有实验组的两只动物和阴性对照组的三只动物在D7观察到的病变得到了完全修复。表 2显示了在三个评估间隔期间,根据治疗组,安乐死当天的病变面积(最终面积)与病变初始面积相比的统计分析,其中三组有所减少(p < 0.05)。当比较各组之间的病变消退时,唯一显着差异 (p < 0.05) 发生在第 7 天。第 2 组在第 7 天的平均面积大于第 1 组和第 3 组,其他组没有差异。

图1
不同组中溃疡的临床演变。
 缩略图
表2按安乐死日期和治疗组
对病变面积(mm 2 )进行统计分析。
组织学分析
炎症浸润的组织学分析结果见无花果。2a和2b和表3。在第 1 天安乐死的所有动物中观察到存在急性炎症浸润,而在第 3 天和第 7 天,慢性炎症浸润占主导地位。在评估期间,各组之间的炎症浸润类型没有统计学上的显着差异。

图2
三组安乐死后创伤性溃疡再上皮化过程的组织学分析。D1:溃疡区域存在纤维蛋白凝块。D3:病变边缘上皮的初步形成。D7:仅在第 1 组和第 3 组中整个病变处重新上皮化。
 缩略图
表3
变量的组织学分析:炎症浸润的类型、炎症浸润的强度、评估期间和组。
炎症浸润强度分析显示,仅在D1时各组之间存在统计学差异,其中阳性对照组炎症浸润强度较低。各组均未观察到坏死或异物肉芽肿。

在损伤诱导后的第一天(D1),各组之间的再上皮化程度相似(p > 0.05)。在第 3 天,第 1 组和第 3 组的所有动物中,上皮再形成覆盖了至少一半的伤口,而第 2 组的所有动物中,上皮再形成覆盖了不到一半的伤口 (p < 0.05)。第 7 天,第 1 组和第 3 组中的 5 只动物中的 3 只出现了伤口的完全上皮化,而第 2 组中没有动物出现了病变的完全上皮化(p = 0.09)。这些结果可以观察到图3和表 4 .

图3 (a)实验组和(b)阳性对照组
的动物诱导后第一天溃疡区域的组织学评估。观察到在溃疡区域和纤维蛋白膜之间的 orabase 中 存在(a)细胞外多糖 (EPS) 凝胶和曲安奈德软膏。
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表4
按评估天数和治疗组对溃疡再上皮化程度进行组织学分析@。
讨论
各种合成和植物治疗产品已用于治疗动物诱导的 TU 的实验研究20,21。在这项研究中,对大鼠的下唇进行了创伤性损伤,以便于操作阴唇区域,而不必用力打开动物的嘴,否则会干扰修复过程。此外,该区域允许在诱发损伤区域与 orabase 和凝胶有更长时间的接触。

其他研究已经在下唇上诱导溃疡,用乙酸和甲醛甲酚或加热仪器化学产生5,17 号,22。在这项研究中,我们选择手术、非化学诱导来模拟人类口腔中常见的创伤性溃疡,这些溃疡通常是由不适应的假体、牙冠、修复体断裂或咀嚼时意外咬住嘴唇引起的16。选择手术诱导的另一个重要因素是伤口尺寸的标准化:所有伤口都是用冲头制作的。

在整个研究过程中对动物的体重变化进行了分析,观察到所有组的动物都有体重减轻,与其他组相比,第 1 组的体重减轻最多 (p < 0, 05)。因此,据推测,未接受任何药物治疗的动物体重减轻最多,这可能与未经治疗的口腔病变引起的疼痛导致更大的消化困难有关。根据之前的研究8,15,16,21,监测接受TU诱导的动物体重是评估动物疼痛的间接手段。

使用 EPS 海绵膜对兔子进行 TU 治疗的评价15实验动物和阴性对照动物之间没有显着的体重变化。另一方面,将本研究中使用的生物聚合物凝胶直接应用于损伤部位,可以减少食物和化学产品引起的物理影响,为大鼠带来更大的舒适度,并且与对照组相比,体重减轻更少。阴性对照组的动物。还可以推测,具有高纯度糖(葡萄糖87.6%、木糖8.6%、甘露糖0.8%、核糖1.7%、半乳糖0.1%、阿拉伯糖0.4%和葡萄糖醛酸0.8%)的凝胶的聚合物组合物促进镇痛在病变部位进行动作,产生更大的舒适度,并导致该组的平均体重减轻较低。这种凝胶的镇痛作用可能是由于减少局部水肿,23,24。

第 7 天,第 2 组的病变平均面积比第 1 组和第 3 组更大。这表明,与用 orabase 中的曲安西龙软膏治疗的动物相比,用甘蔗生物聚合物治疗的组表现出更大的病变尺寸减小。

研究评估使用芦荟提取物和苦配巴油对大鼠进行 TU 治疗(与外用皮质类固醇相比),也发现使用外用皮质类固醇治疗的动物平均溃疡面积更高,这与本研究一致7,25。这些结果使我们能够推断,在口腔粘膜创伤性溃疡中局部使用皮质类固醇可以延迟组织修复,尽管对动物来说更舒适。这一发现可以通过药物引起的炎症过程的调节作用来解释。由于组织修复与炎症过程相关,抑制该过程意味着组织修复的延迟26,27。

这项研究发现阴性对照组和实验对照组之间没有统计学上显着的平均差异。在使用芦荟、巴西莓、洋甘菊和苦配巴提取物对大鼠进行 TU 治疗的研究中也观察到了这一发现8,25,28,29。

组织学分析的结果是,可以观察到在诱导损伤后第一天处死的所有动物中存在急性炎症浸润;在第三天和第七天,各组表现出慢性炎症浸润的优势。安乐死组之间的不同间隔表明,各组之间的炎症浸润类型没有差异。这些发现与正常组织修复过程相一致,尤其是在没有感染的情况下,从而验证了在没有感染的情况下炎症过程的预期演变30,31。

EPS 凝胶的使用并没有引起受评估动物炎症浸润强度的增加,这与类似研究中发现的结果不同。预计实验组的炎症浸润会更高,因为 EPS 释放一定量的糖,能够引起高渗透压,这被认为是一种组织刺激物7,32,33。高渗透压被认为是修复过程的积极因素,因为它刺激肉芽组织的形成13,15,34。由于在本研究中甘蔗凝胶并未引起强烈的炎症浸润,因此可以推断该物质具有缓解炎症的潜力。

所研究的动物没有坏死和异物肉芽肿,这证实了涉及甘蔗纤维素多糖的研究,证实了它们的生物相容性。这些发现使我们推断这种材料可用于人类研究7,13,15,32–34。

在这项研究中,可以通过显微镜评估溃疡和病灶上形成的纤维蛋白膜之间是否存在曲安奈德软膏和 EPS 凝胶。这一发现具有重要意义,因为与曲安西龙软膏不同,EPS凝胶不含orabase载体,orabase载体充当粘合剂并提供保护层,有利于曲安西龙与口腔组织的长期接触。化学成分的相似性解释了这一发现,因为两种材料都含有纤维素作为成分10,35。

组织学评估显示,评估第3天和第7天,第1组和第3组动物的口腔溃疡再上皮化程度较高,第3天差异有统计学意义。这种组织学发现与病变区域的临床发现相一致,证明了临床和组织学相关性在实验研究中的重要性。

实验组和阴性对照组之间的再上皮化程度的最佳结果突出了局部皮质类固醇在口腔溃疡组织修复中的延迟作用。与外用皮质类固醇不同,甘蔗纤维素多糖凝胶在临床实践中呈现出理想的结果,因为这种生物材料能够促进症状缓解,而不延迟动物口腔创伤性溃疡的组织修复。

EPS 组中观察到的效果并不优于阴性对照,但我们必须考虑到动物没有潜在的疾病,例如可能损害修复的炎症基础的糖尿病或自身免疫性疾病。在这种情况下,比较具有全身炎症或免疫损伤的动物中这些病变的愈合情况的新研究将很重要。

结论
这些结果表明,与曲安奈德软膏相比,在动物TU中局部应用EPS凝胶可以促进更快的修复,而不会增加病变下炎症浸润的强度。尽管阴性对照组和实验组的修复过程相似,但与未接受治疗的动物相比,使用 EPS 凝胶可以有效控制动物的疼痛,在饮食方面产生更大的舒适度,并导致体重减轻减少。此外,该药物不会刺激动物组织,有利于未来在人类身上进行研究的可能性。

局限性
对动物的监测时间不超过 7 天,因为在此期间阴性对照组已经显示出明确的宏观愈合。对于安乐死时间较长的研究,有必要使用患有影响炎症、免疫和防御途径的合并症(例如糖尿病或自身免疫性疾病)的动物作为对照组,从而导致更长的愈合时间。

发布日期:2024-04-02