不同类型羟基磷灰石义眼台的纤维血管化程度

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2013.12.025

中国组织工程研究 ›› 2013, Vol. 17 ›› Issue (12): 2265-2272.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2013.12.025

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不同类型羟基磷灰石义眼台的纤维血管化程度

王星力，刘鹤南，陈晓隆

中国医科大学附属盛京医院眼科，辽宁省沈阳市 110004

收稿日期:2012-12-29 修回日期:2013-02-19 出版日期:2013-03-19 发布日期:2013-03-19
通讯作者: 陈晓隆，主任医师，教授，博士生导师，中国医科大学附属盛京医院眼科，辽宁省沈阳市 110004 chenxlcmu@126.com
作者简介:王星力★，女，1988年生，内蒙古自治区乌海市人，汉族，中国医科大学在读硕士研究生，主要从事眼底病方面的研究。 wangxingli1988@126.com

Fibrovascularization of different types of hydroxyapatite orbital implants

Wang Xing-li, Liu He-nan, Chen Xiao-long

Department of Ophthalmology, Shengjing Hospital of China Medical University, Shenyang 110004, Liaoning Province, China

Received:2012-12-29 Revised:2013-02-19 Online:2013-03-19 Published:2013-03-19
Contact: Chen Xiao-long, Chief physician, Professor, Doctoral supervisor, Department of Ophthalmology, Shengjing Hospital of China Medical University, Shenyang 110004, Liaoning Province, China chenxlcmu@126.com
About author:Wang Xing-li★, Studying for master’s degree, Department of Ophthalmology, Shengjing Hospital of China Medical University, Shenyang 110004, Liaoning Province, China wangxingli1988@126.com

摘要/Abstract

摘要：

背景：羟基磷灰石义眼台是目前最理想的眼内填充植入物，具有广泛的应用前景。
目的：评价不同类型羟基磷灰石义眼台的纤维血管化程度。
方法：应用放射性核素、MRI成像和组织病理学检测的方法，评价孔径大小不同的天然羟基磷灰石义眼台以及人工合成羟基磷灰石义眼台的纤维血管化程度，并分析碱性成纤维细胞生长因子胶原蛋白对羟基磷灰石义眼台促纤维血管化的作用。
结果与结论：放射性核素显像、MRI成像以及组织病理学检测均能够清晰显示羟基磷灰石义眼台纤维血管化的过程和程度，一般需要6-8周完成血管化，天然羟基磷灰石义眼台纤维血管化的速度快于人工合成羟基磷灰石义眼台，并且孔径越大的义眼台，其血管化的速度越快。碱性成纤维细胞生长因子对羟基磷灰石义眼台有促进血管化的作用，可加快羟基磷灰石义眼台血管化的速度。

关键词: 生物材料, 生物材料学术探讨, 羟基磷灰石, 义眼台, 纤维血管化, 胶原蛋白, 碱性成纤维细胞生长因子, 放射性核素, 组织病理学, MRI, CT

Abstract:

BACKGROUND: Hydroxyapatite orbital implant is the best intraocular implant which has broad application prospects.
OBJECTIVE: To evaluate the degree of fibrovascularization of different types of hydroxyapatite orbital.
METHODS: The fibrovascularization degree of natural hydroxyapatite orbital implants with different pore sizes and synthetic hydroxyapatite orbital implants was evaluated with radionuclide, MRI imaging and histopathological examination, and the effect of basic fibroblast growth factor collagen on the fibrovascularization of hydroxyapatite orbital implants was analyzed.
RESULTS AND CONCLUSION: Radionuclide, MRI imaging and histopathological examination could clearly display the process and degree of fibrovascularization of hydroxyapatite orbital, and the examination results showed that the vascularization could be completed generally in 6-8 weeks, and the speed of fibrovascularization of natural hydroxyapatite orbital was faster than that of synthetic hydroxyapatite orbital, and there was positive correlation between the pore size and the speed of fibrovascularization. Basic fibroblast growth factor could promote the vascularization of hydroxyapatite orbital.

Key words: biomaterials, biomaterial academic discussion, hydroxyapatite, orbital, fibrovascularization, collagen, basic fibroblast growth factor, radionuclide, histopathology, magnetic resonance imaging, computed tomography

中图分类号:

R318

王星力，刘鹤南，陈晓隆. 不同类型羟基磷灰石义眼台的纤维血管化程度[J]. 中国组织工程研究, 2013, 17(12): 2265-2272.

Wang Xing-li, Liu He-nan, Chen Xiao-long. Fibrovascularization of different types of hydroxyapatite orbital implants[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2013, 17(12): 2265-2272.

图/表（结果） 6

2.1 羟基磷灰石义眼台纤维血管化的检测方法

2.1.1 CT检测羟基磷灰石义眼台纤维血管化 CT是检测眼部疾病常用的方法之一。Sires等^[12]提出骨或类似无机物的异体材料可应用定量CT检测其密度的大小，根据这一应用特点，可用定量CT检测羟基磷灰石义眼台的密度，从而预测羟基磷灰石义眼台植入后的纤维血管化程度。但是，Potter等^[13]研究认为，CT检测羟基磷灰石义眼台纤维血管化程度与其它检测方法相比较并不占明显的优势，由于羟基磷灰石的物理化学性质以及生物性能，即使应用增强CT进行扫描检测，羟基磷灰石义眼台植入后的密度与眶骨密度重叠，无法增加羟基磷灰石义眼台植入6个月后纤维血管化的发现率。因此，CT不常应用于羟基磷灰石纤维血管化程度的检测。

2.1.2 超声检测羟基磷灰石义眼台纤维血管化超声在眼内及眼眶疾病的检测已经较为成熟，尤其对眼眶疾病的检测显示出其特有的优势。夏利等[^14]在研究中发现，羟基磷灰石义眼台植入早期，纤维血管组织只是长入义眼台植入物周边包围义眼台，而未长入其孔隙内，应用二维超声检测仅见强回声带，彩色多普勒血流显像检测也不能分辨此时的血流信号是来自眼外肌还是结膜血管系统，义眼台植入后7个月，植入物内部的血流信号则明显增加，可延伸至义眼台内部，并能测得典型的动脉血流频谱，说明血管已长入其内，并建立了微循环。但是，Potter等^[13]研究认为，在单独使用超声或彩色多普勒血流显像时，随着声波进入植入物的衰减，羟基磷灰石义眼台纤维血管化的程度不易分辨，而且彩色多普勒血流显像的分辨率低，衰减率大，不能很好地显示羟基磷灰石义眼台内部的静脉血流情况。因此，超声在羟基磷灰石义眼台纤维血管化程度的检测应用中受到一定的限制。

2.1.3 MRI检测羟基磷灰石义眼台纤维血管化 MRI影像检测是一种无创伤的检测方法，MRI检测软组织的对比度较好、分辨力强、无骨性伪影干扰。20世纪90年代初，增强MRI被用于羟基磷灰石义眼台纤维血管化程度的检测评估^[15]。Klapper等^[16]根据MRI检测信号的强弱分布将羟基磷灰石义眼台植入后的纤维血管化程度增强MRI检测显像分为5级，当MRI检测信号显著均匀分布的即为5级，表明羟基磷灰石已完全血管化。众多研究显示，MRI检测可清晰显示羟基磷灰石义眼台在不同时期的纤维血管化程度，是羟基磷灰石义眼台植入后纤维血管化程度理想的检测方法^[17-18]。

2.1.4 放射性核素显像检测羟基磷灰石义眼台纤维血管化放射性核素显像可提供完善准确的信息，研究显示植入羟基磷灰石义眼台1个月后即有眼内容物的放射性分布增强，8个月后眼内容物的放射性明显增强，表明眶内纤维血管长入植入物孔隙内^[19-20]。放射性核素显像检测操作简单、方便，是羟基磷灰石义眼台纤维血管化常用的检测方法。

2.2 不同材料和孔径的羟基磷灰石义眼台纤维血管化检测的研究 羟基磷灰石义眼台植入眼眶后，周围的纤维结缔组织沿义眼台孔隙逐渐深入，并长入其中，此过程即为义眼台植入物的纤维血管化^[21]。羟基磷灰石义眼台纤维血管化的程度和速度与孔隙的大小和义眼台的直径相关^[22]。一般情况下，直径为20-22 mm的义眼台需要6个月或更长时间才能完全血管化，而直径为12-14 mm的义眼台仅需要一两个月即可以完成血管化^[23]。易敬林等^[24]对天然羟基磷灰石义眼台和人工合成羟基磷灰石义眼台以及不同孔径大小的义眼台纤维血管化的速度进行了比较，结果发现天然羟基磷灰石义眼台比相同孔径大小的人工合成羟基磷灰石义眼台纤维血管化的速度快，并且对于天然羟基磷灰石义眼台而言，孔径越大，纤维血管化的速度越快，具体结果见表1，2。

张虹等^[25]通过应用不同的植入方法比较羟基磷灰石义眼台纤维血管化的程度，将36只大白兔随机分为4组，每组9只，分别进行羟基磷灰石义眼台半巩膜壳内植入、羟基磷灰石义眼台多孔巩膜壳内植入、羟基磷灰石义眼台全巩膜壳内植入和羟基磷灰石义眼台巩膜瓣遮盖肌锥内植入，植入后分别进行放射性核素和组织病理学检测观察，结果发现羟基磷灰石义眼台植入后1周和2周，各组之间纤维血管化程度无明显差异，植入后4周和6周时半巩膜壳内植入、多孔巩膜壳内植入和巩膜瓣遮盖肌锥内植入义眼台纤维血管化程度明显高于全巩膜壳内植入义眼台的纤维血管化程度，植入后8周时，各组之间植入义眼台纤维血管化程度无明显差异。植入后8周时的组织病理学检测结果显示半巩膜壳内植入义眼台纤维血管化程度为98%，多孔巩膜壳内植入义眼台纤维血管化程度为100%，全巩膜壳内植入义眼台纤维血管化程度为97%，巩膜瓣遮盖肌锥内植入义眼台纤维血管化程度为98%。通过实验分析可以发现羟基磷灰石义眼台多孔巩膜壳内植入是最理想的植入方式，可以使羟基磷灰石义眼台的纤维血管化程度达到100%。

樊建中等^[26]通过MRI检测评估羟基磷灰石义眼台纤维血管化的程度，实验结果发现，羟基磷灰石义眼台植入后2周，义眼台周边可见带状强化影，植入后3周时强化影向中心扩大，植入后5，6周时羟基磷灰石义眼台均完全纤维血管化。组织病理学检测结果显示，羟基磷灰石义眼台植入后2周时，纤维血管组织长入义眼台1.0-2.0 mm，植入后4周时，可见纤维血管组织长入义眼台中心，第6周时，羟基磷灰石义眼台完全血管化。

2.3 碱性成纤维细胞生长因子胶原蛋白复合海绵对羟基磷灰石义眼台的促纤维血管化作用 刘静^[27]通过应用放射性核素显像检测、组织病理学检测以及电镜扫描检测等方法研究了碱性成纤维细胞生长因子胶原蛋白复合海绵促进羟基磷灰石义眼台纤维血管化的作用，具体结果见表3-5。

2.4 CNKI数据库2012年收录羟基磷灰石义眼台植入临床应用的文献举例 羟基磷灰石义眼台因具有良好的生物相容性而被广泛应用，表6例举了CNKI 数据库2012年收录羟基磷灰石义眼台植入临床应用的相关研究文献。

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引言

羟基磷灰石义眼台由美国加利福尼亚圣地亚哥眼科医生Arthur perry 首先提出并作为眼眶内容物应用于临床眼科疾病患者。经过多年深入的研究和应用，目前羟基磷灰石义眼台作为眼内容物已经被广泛应用，并且获得良好的效果^[1-2]。

羟基磷灰石义眼台作为眶内植入物具有良好的组织相容性，无毒性，无致敏性，其多孔结构为纤维血管等软组织的生长提供了支架结构，在植入眼眶2周后就可有纤维血管组织长入，6-8周可完全达到纤维血管化，一般6个月左右就可以与眶内软组织形成有纤维血管组织内联的整体结构，从而明显减少了羟基磷灰石义眼台的排斥反应和感染等并发症发生的概率，提高了植入的安全性，改善了义眼台植入的效果^[3-6]。

羟基磷灰石一般由天然珊瑚或人工合成获得，模仿人体骨组织网状多孔的微细结构制成，孔与孔之间互相连通，其组成成分与人体骨组织的基本组成相似，能够预防假囊形成并为新的纤维血管和骨细胞生长提供一定的微环境条件，使其与周围软组织形成联结的整体结构^[7]。

随着羟基磷灰石义眼台的广泛应用，临床患者中出现了一些相关的并发症，如结膜菲薄、糜烂、裂开、义眼台暴露等，这些并发症发生的原因较多，植入物对眼部软组织的刺激以及应激反应等，但是，研究发现上述并发症的发生与羟基磷灰石义眼台纤维血管化的过程密切相关，纤维血管的内生延迟是并发症发生的主要原因^[8-10]。

羟基磷灰石义眼台的植入效果及并发症的发生均和纤维血管化程度密切相关，因此，羟基磷灰石义眼台纤维血管化程度的检测就显得尤为重要，目前羟基磷灰石义眼台纤维血管化常用的检测方法是放射性核素显像，近年来，有研究显示MRI成像同样可以应用于羟基磷灰石义眼台纤维血管化的检测，并且能够获得较好的效果。

文章对羟基磷灰石义眼台纤维血管化的检测应用以及羟基磷灰石义眼台促纤维血管化的因素进行了研究分析，为羟基磷灰石义眼台植入效果的改善提供可借鉴的理论信息。

材料方法

讨论

羟基磷灰石义眼台是一种新的眼眶内植入物，是从天然珊瑚的成分中分离出来的具有独特内联多孔状基质结构的物质，其碳酸钙盐基质骨架成分与人体骨、牙齿等无机成分相似，且具有极高的组织相容性^[38]。羟基磷灰石的微孔结构为纤维血管等软组织的生长提供支架环境，有利于纤维血管组织的生长，且植入后的羟基磷灰石义眼台不易发生移位、脱出等^[39]。

羟基磷灰石义眼台植入物被广泛应用于临床患者眼内容物的填充，对患者进行随访观察的过程中发现会有一些并发症发生，常见的并发症有眼部疼痛、肿胀、结膜囊分泌物增多、植入的义眼台暴露以及结膜裂开、感染等^[40-42]。这些并发症的发生与义眼台的类型、大小、植入深度、加压情况以及患者的自身体质有关，因此，在应用眼内容填充物时，要根据患者自身的状态以及眼周情况选择适宜大小和类型的羟基磷灰石义眼台，避免相关并发症的发生，可获得满意的植入效果。

胶原蛋白海绵是一种新型的医用生物材料。胶原蛋白是动物体内含量最多、分布最广的蛋白质，也是细胞间质的主要成分，它的超微结构及稳定性在细胞间以及细胞和基质之间交互作用中发挥着重要的作用^[43]。同时，胶原蛋白还是一种天然的低免疫原性物质^[44]，具有良好的细胞相容性和组织相容性，能够促进成纤维细胞、血管内皮细胞的分化，激活巨噬细胞的吞噬功能，提高机体的免疫活性，降低创面感染的机会，符合包裹胶原蛋白海绵作为羟基磷灰石义眼台眶内植入材料的特点^[45]。

碱性成纤维细胞生长因子广泛分布于中胚层和神经外胚层的多种组织和器官中，其中包括血管基底膜和细胞间基质。碱性成纤维细胞生长因子是一类重要的促有丝分裂因子，也是细胞形态发生分化的诱导因子。目前已经证明，碱性成纤维细胞生长因子具有促进新生血管形成，促进创伤愈合与组织修复，促进组织再生以及参与神经再生等多种生理作用。研究认为碱性成纤维细胞生长因子和血管内皮细胞生长因子是体内发现最有效的促血管因子^[46]。

碱性成纤维细胞生长因子在促进血管生成的过程中具有多效性的特点^[47]。其促进血管生成的机制主要为，促进内皮细胞分裂、生长，并延长内皮细胞的寿命，刺激内皮细胞胶原酶和纤维蛋白酶降解基底膜，并诱导毛细血管内皮细胞向三维胶原基质中增殖，形成毛细血管腔状结构^[48]。此外，碱性成纤维细胞生长因子还可以通过自分泌和旁分泌的方式促进自身细胞与周围细胞的增殖、分化和蛋白质合成等生物学行为，尤其对血管内皮细胞有显著的增殖效应。

羟基磷灰石义眼台具有良好的纤维血管化作用，而碱性成纤维细胞生长因子胶原蛋白复合海绵可以增加其纤维血管化作用，使其在机体内具有更好的生物相容性和组织相容性。

文章研究显示羟基磷灰石义眼台植入后6-8周即可达到完全纤维血管化，与人工合成羟基磷灰石义眼台相比较，天然羟基磷灰石义眼台纤维血管化的生物相容性更好，而且孔径越大的羟基磷灰石，其纤维血管化的生物相容性越好。胶原蛋白和碱性成纤维细胞生长因子具有促进纤维血管化的作用，与羟基磷灰石形成包裹复合物后促进羟基磷灰石的纤维血管化作用，增加了其生物相容性。

作者贡献：王星力负责实验设计及实施，并解析相关数据，王星力对文章负责，陈晓隆审校。
利益冲突：课题未涉及任何厂家及相关雇主或其他经济组织直接或间接的经济或利益的赞助。
伦理要求：无涉及伦理冲突的内容。
作者声明：文章为原创作品，数据准确，内容不涉及泄密，无一稿两投，无抄袭，无内容剽窃，无作者署名争议，无与他人课题以及专利技术的争执，内容真实，文责自负。

不同类型羟基磷灰石义眼台的纤维血管化程度

Fibrovascularization of different types of hydroxyapatite orbital implants

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