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肉毒桿菌神經毒素作用於肌肉後肌肉組織的變化

第二章 文獻查證

第六節 肉毒桿菌神經毒素作用於肌肉後肌肉組織的變化

量(muscle wet mass)顯著低於未施打側肌肉之濕量。 施打肉毒桿菌神 經毒素之肌肉有明顯萎縮情形,且平均肌肉纖維橫斷面積(mean fiber cross-sectional area)較小(Chen et al., 2002)。

在施打肉毒桿菌神經毒素於猴子眼外肌肉 42 至 56 天後的觀察則發現肌

纖維的形態趨於正常(Spencer and McNeer, 1987)。 施打肉毒桿菌神經毒素 於猴子眼瞼肌肉後 63 天的觀察中則發現,肌纖維的大小有顯著的恢復,但仍 比未施打肉毒桿菌神經毒素的肌纖維小(Porter et al., 1991) 。

第三章

研究材料與方法

第一節 研究對象

本實驗是選取 60 隻發育中 Long-evans 品種雄性大鼠,30 天年齡大,體 重約為 120 公克重。 隨機分成四組(Groups I~IV)、每組 15 隻,其中三組為 實驗組、另外一組為控制組。

第二節 研究材料

本實驗是使用肉毒桿菌素 A 型(BOTOX®, Allergan Pharmaceuticals, Ireland),每一小瓶 100 U,添加無菌 0.9%生理食鹽水 4.0ml 作為稀釋劑,

調配成 25U/ml 濃度的製劑。

第三節 研究設計及步驟

ㄧ、全身麻醉與肉毒桿菌素注射

利用腹腔注射(intraperitoneal, IP)方式,以 Zoletil (50mg/kg) 麻醉 劑和 Rompun (10mg/kg)肌肉鬆弛劑兩種藥劑將大鼠麻醉,而後將 25U/ml (9U/kg body mass,by Ulgen M.(Ulgen et al., 1997))之肉毒桿菌素 A 型,

依部位隨機分成四組,其中三組為實驗組、另外一組為控制組,依部位注射

1. 顳肌(temporalis muscle)注射肉毒桿菌素之步驟:

2. 咬肌(masseter muscle)注射肉毒桿菌素之步驟:

1 大鼠兩側臉頰剃除毛髮。

2 在眼框與外耳道連線之中點處、垂直於口裂與下顎骨角連線處,作上記 號,此為 superficial masseter muscle 之進針點。

3 在眼眶與外耳道連線之眼眶後緣、垂直於口裂與下顎骨角連線處,作上 記號,此為 deep masseter muscle 之進針點。

4 於針頭上裝置 plastic stopper,針頭露出 3.5 mm,使進針量固定。

進針時,斜面朝下,碰到骨頭後停止,接著施打藥劑,每注射點施打 0.5U 之藥劑。(圖二)

二、大鼠的飼養

麻醉清醒後,大鼠將飼養於台北醫學大學動物實驗中心, 飼養環境維持 室溫 23℃,溼度 55%,自由飲水飲食。 食物成分為… 飼養天數為 45 天。

三、大鼠的犧牲與灌流手術

45 天後,將 75 天年齡大的大鼠用 Zoletil 麻醉劑和 Rompun 肌肉鬆弛劑 兩種藥劑利用腹腔注射將大鼠麻醉犧牲,進行灌流手術。

四、肌肉重量之量取

手術取下大鼠咬肌與顳肌,用電子天秤(Denver, USA)量取雙側咬肌與顳 肌的重量,比較四組之間咬肌和顳肌重量之差異。

五、肌肉組織切片觀察 1. 切片位置

取大鼠右側之咬肌,將之區分為淺層咬肌(superficial masseter muscle) 及深層咬肌(deep masseter mucsle)。切片位置為淺層咬肌的中心點,垂直 肌纖維走向。(圖三)

2. 切片製作:Immunohistochemistry

1 大鼠犧牲後,手術取下大鼠咬肌,以 4%福馬林液固定 7 天。接著將標 本放置 20% sucrose 溶液中保存。

2 切片位置為淺層咬肌的中心點,切片方向垂直肌纖維走向。

3 以單株抗體染MyHC-IIA、MyHC-IIX。

以Monoclonal Antibody to Myosin(A4.74)(ALX-805-503,Alexis®, North America)染type IIa muscle fibers

以 Monoclonal Antibody to Myosin(MyH1)(LS-C11612,Alexis®, North America)染 type IIa muscle fibers

因為大鼠咬肌只含 type II muscle fibers(Sano et al., 2007),

所以本實驗先染出

type IIa fibers 及 type IIx fibers 之後再算出 type IIb fibers 的比例。

4 切片製作過程

將標本包埋於蠟塊中,以切片機切出 15μm 的厚度,置於載玻片上。

以 Xylene 及酒精脫蠟後,置於 citric buffer(PH=6.0)溶液中,

在 121℃、20 psi 條件下煮 15 分鐘。此步驟之目的在加熱破壞 protein 使 antigen protein 片段顯露出來。

切片浸潤於 3% H2O2 溶液,去除織細胞內 peroxidase 酵素活力。

0.05% saponin 溶液,將組織蛋白抗原顯露出來,將組織蛋白抗原 顯露出來。

1% bovine serum albumin 阻斷非特異性抗原(non-specific antigen),降低背景染色。

加 2 滴 Biotinylated goat ant-rat IgG 為第 2 抗體,與第 1 抗 體結合。

加 2 滴鏈黴菌卵白素-過氧化氫複合(streptavidin-peroxidase conjugate),與生物素第 2 抗體結合。

加入 DAB(染色劑)呈色。

3. 切片觀測

以影像軟體(Image-Pro Plus®,Media Cyvermetics,Inc.,USA)計算四 組標本中肌纖維大小、及肌纖維亞型(Type IIa, IIb, IIx)分布比例。

第四節

統計方式

利用 ANOVA 及 Post-Hoc 方法中的 Tukey Test 比較實驗組與控制組之間 咬肌及顳肌重量、淺層咬肌肌纖維大小、肌纖維亞型(Type IIa, IIb, IIx)

分布比例的差異。

第四章

分析與結果

第一節 Long-Evan 大鼠的體重變化

實驗期間,飼養之大鼠隨年齡增加而其體重(overall body weight)也隨 之增加。整個飼養期間,每週固定測量體重觀察其生長情況,至飼養終止。

最終各組大鼠之平均體重增加各組間無統計差異(表三),如表。大鼠之生長 發育(overall growth)並未因施打肉毒桿菌神經毒素而產生影響。

第二節 咬肌與顳肌重量之比較 1. 咬肌

各組咬肌的重量如(表四、圖四)所示。Group I 之咬肌重量為 1.384 g;

Group II 之咬肌重量為 1.367 g;Group III 之咬肌重量為 1.029 g;Group IV 之咬肌重量為 1.497 g。

以 ANOVA 及事後比較方法中的 Tukey test 得知,具統計意義的是 Group I

>Group III(P<0.001)、II>Group III(P<0.001)、IV>Group III(P

<0.001)、Group IV>Group II(P=0.042)。

2.顳肌

各組顳肌的重量如(表五、圖五)所示。Group I 之顳肌重量為 0.633 g;

Group II 之顳肌重量為 0.381 g;Group III 之顳肌重量為 0.332 g;Group IV 之顳肌重量為 0.625 g。

以 ANOVA 統計得知,以 ANOVA 及事後比較方法中的 Tukey test 得知,具 統計意義的是 Group I>Group II(P<0.001)、Group I>Group III(P<

0.001)、Group IV>Group II(P<0.001)、IV>Group III(P<0.001)。

若就其平均值來觀測,則表現出 Group I≒Group IV>Group II>Group III 的結果。

第三節 淺層咬肌肌纖維大小之比較

各組淺層咬肌肌纖維的大小如(表六、圖六)所示。Group I 之肌纖維大 小平均為 965μm2; Group II 之肌纖維大小平均為 958μm2; Group III 之肌 纖維大小平均為 686μm2; Group II 之肌纖維大小平均為 1122μm2

以 ANOVA 之事後檢定(Tukey test)得知:Group I 之肌纖維大小顯著大 於 Group III(p=0.039);group II 之肌纖維大小顯著大於 Group III

(p=0.046);Group IV 之肌纖維大小顯著大於 Group III(p=0.001)。Group I、Group II、Group IV 之間則並無統計上的差異。但若就其值來觀測,仍表 現出 Group IV>Group I≒Group II 的結果。

第四節 淺層咬肌肌纖維亞型分布比例之比較

各組所含肌纖維的比例如(表七、圖七)所示。以 ANOVA 及事後檢定之 Tukey test 來看,具統計意義的只有 type IIa muscle fibers 的比例 Group II>Group III。

1. Type IIa muscle fibers(表八、圖八)

Group I 之 type IIa muscle fibers 所佔全部 muscle fibers 的比例為 19.0 %; Group II 之 type IIa muscle fibers 所佔比例為 35.8 %; Group III 之 type IIa muscle fibers 所佔比例為 12.9 %; Group II 之 type IIa muscle fibers 所佔比例為 31.5 %。

以 ANOVA 之事後檢定(Tukey test)得知 type IIa fibers 在 Group II 中所佔的比例,顯著的高於 Group III(p=0.014)。(表八、圖九)

Group I 中 type IIa fibers 佔了 19 % 和 Group IV 的 31.5 % 雖未達到 統計上的差距,但 Group IV 中的 type IIa fibers 明顯高於 Group I。

若就其平均值來觀測,仍表現出 Group II≒Group IV>Group I>Group III 的結果。

2. Type IIx muscle fibers(表九、圖十、圖十一)

Group I 之 type IIx muscle fibers 所佔全部 muscle fibers 的比例為 22.4 %; Group II 之 type IIx muscle fibers 所佔比例為 21.2 %; Group III 之 type IIx muscle fibers 所佔比例為 23.3 %; Group II 之 type IIx muscle fibers 所佔比例為 26.9 %。

以 ANOVA 檢定得知,type IIx fibers 所佔的比例在四組中並無統計上的 顯著差異。(表九、圖十一)

3.Type IIb muscle fibers(表十、圖十二)

Group I 之 type IIb muscle fibers 所佔全部 muscle fibers 的比例為 58.6 %; Group II 之 type IIb muscle fibers 所佔比例為 43.0 %; Group III 之 type IIb muscle fibers 所佔比例為 63.9 %; Group IV 之 type IIb muscle fibers 所佔比例為 41.6 %。

以 ANOVA 檢定得知, type IIb fibers 佔的比例在四組中並無統計上的 顯著差異。(圖十二)

第五章

討論

在矯正的臨床工作中,下顎骨的生長預測一直是一重要但難解的課題,

許多學者不斷致力於找出下顎骨發育的規律性及影響因子。對於下顎骨的發 育來說,咬肌扮演了重要的角色。因此本實驗主要觀察咬肌的變化,在實驗 設計中以咬肌施打 BTXA 為主要的實驗組別(Group I)。但顳肌對咬肌的影 響也不容忽視,因為顳肌也是一重要且強力的閉口肌。所以在實驗的分組中,

為了探討顳肌對咬肌造成的影響,也設計了在顳肌施打 BTXA(Group II)及 咬肌、顳肌皆施打 BTXA 的組別(Group III)。希望這樣的實驗分組設計能 使我們對咬肌的功能及影響有更深入的了解。

第一節 Long-Evan 大鼠的體重變化

Kiliaridis et al., 1992; Ulgen et al., 1997)、肌切開術(Maxwell et al., 1981)、肌切除術(Navarro et al., 1995)或去運動神經(Behrents and

Johnston, 1984; Phillips et al., 1982)等方法,皆有造成組織傷害而影 響實驗結果的疑慮(Gardner et al., 1980)。但由本實驗所記錄之大鼠階段 性生長可知,施打肉毒桿菌毒素之大鼠,其生長發育並未受到實驗之干擾。

2005年及2007年蔡吉陽等研究中亦顯示肉毒桿菌神經毒素A型施打於生 長中大鼠的咬肌及顳肌,並不會影響全身性的生長發育。

第二節 咬肌與顳肌重量之比較

在咬肌的重量方面,Group I、II、IV>Group III;Group IV>Group II。

但 Group I(平均值為 1.384 g)與 Group II(平均值為 1.367 g)的差距不 具統計上的意義。

在顳肌的重量方面,Group I≒Group IV>Group II>Group III。但 Group I 與 Group IV 的差距不具統計上的意義。

由本實驗的結果得知,不管是顳肌或咬肌其重量的比較皆出現一致的結 論,即表現出 Group I≒Group IV>Group II>Group III 的結果。

由以上結果也可看出,若 BTXA 只施打在咬肌(Group I),則咬肌與顳 肌與未施打組(Group IV)皆沒有統計上的意義。因此我們推論:咬肌與顳 肌之間可能存在有相互的代償作用,以補咬合力的不足。若 BTXA 只施打在顳 肌(Group I),則咬肌與顳肌與未施打組(Group IV)之間的統計數值的相

對關係並不一致。我們的推論是:顳肌的體積較小,等量的 BTXA 對其影響較 為明顯。

所以將來的實驗中若欲降低咬合力,建議同時施打 BTXA 於咬肌與顳肌以 消除代償作用造成的不準確性。

第三節 淺層咬肌肌纖維大小之比較

由以往的實驗結果得知,在降低咀嚼力後,肌纖維大小的變化不ㄧ。在 S. Kiliaridis 的實驗中,以軟食餵養的老鼠,其 deep masseter muscle 的 肌纖維大小較餵食正常硬度飼料之老鼠為小(Kiliaridis et al., 1988)。但 Y. Kitagawa 以兔子為研究對象,研究結果顯示:軟食組其 deep masseter muscle 的肌纖維大小和餵食正常硬度飼料之控制組相同(Kitagawa et al., 2004)。但由於其實驗方式不能確知咀嚼肌活性是否真正降低,所以以上實驗 之結論皆失去其可信度。

而以施打肉毒桿菌毒素降低肌肉收縮力的實驗中,有許多觀測肌纖維大 小的變化,但觀測標的多為腓腸肌或眼輪匝肌(Borodic, 1994; Porter et al., 1991)……等,缺乏對咀嚼肌肌纖維大小之探討。

由本實驗結果得知,Group I、Group II、Group IV 之肌纖維大小顯著大 於 Group III。而 Group I、Group II、Group IV 之間則並無統計上的差異。

但若就其值來觀測,仍表現出 Group IV>Group I≒Group II 的結果。可能 表示出,咬肌及顳肌在咀嚼功能上扮演相當的重要性,當只有其中一者有萎

但若就其值來觀測,仍表現出 Group IV>Group I≒Group II 的結果。可能 表示出,咬肌及顳肌在咀嚼功能上扮演相當的重要性,當只有其中一者有萎

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