擴(kuò)髓治療骨折不愈合的生物學(xué)機(jī)理研究.pdf

1、目的：通過(guò)制造大鼠股骨骨折愈合模型和不穩(wěn)定性骨折不愈合模型，在細(xì)胞和分子水平探討不穩(wěn)定固定形成骨折不愈合的機(jī)理。進(jìn)而采用擴(kuò)髓和不擴(kuò)髓兩種穩(wěn)定固定的治療方法，探討擴(kuò)髓并更換粗直徑髓內(nèi)釘治療骨折不愈合的生物學(xué)機(jī)理，進(jìn)一步揭示影響骨折愈合的各因素之間相互作用，為臨床運(yùn)用擴(kuò)髓治療長(zhǎng)骨骨折延遲愈合及不愈合提供理論依據(jù)。 方法：使用240只3月齡SD雄性大鼠，采用國(guó)際認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)方法制作大鼠股骨骨折愈合模型和不穩(wěn)定性骨折不愈合模型，并對(duì)骨折不

2、愈合模型進(jìn)行擴(kuò)髓和不擴(kuò)髓兩種治療手段，共建立骨折愈合組(80只)、骨折不愈合組(80只)、擴(kuò)髓治療組(40只)和不擴(kuò)髓治療組(40只)。在術(shù)后1天、3天、5天、7天、14天、21天、28天和42天，取各組骨折斷端組織進(jìn)行HE染色，光鏡下組織學(xué)觀察。用免疫組化法，檢測(cè)不同時(shí)間點(diǎn)堿性磷酸酶（ALP）、Ⅱ型膠原（Col-Ⅱ）和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）的表達(dá)以及血管計(jì)數(shù)(VWF)，觀察各時(shí)間點(diǎn)骨折局部間充質(zhì)干細(xì)胞分化演變方向和血管形成。抽提

3、RNA，用半定量RT-PCR法進(jìn)行骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2（BMP-2）、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（TGF-β）的檢測(cè)，觀察骨折愈合的不同階段，各種生長(zhǎng)因子優(yōu)勢(shì)表達(dá)的情況。 結(jié)果：骨折愈合組免疫組化測(cè)得堿性磷酸酶第5天開始表達(dá)增加，第21天達(dá)高峰；Ⅱ型膠原第5天開始表達(dá)增加，第14天到高峰；VEGF第1天有微弱表達(dá)，3-7天開始增加，第14天到高峰，21天后逐漸減少；血管計(jì)數(shù)前5天很少，5-7天迅速增加，隨后維持在較高水平。RT-PCR法第1

4、天就檢測(cè)到BMP-2表達(dá)，第7天達(dá)到高峰，14天后下降；TGF-β第3天出現(xiàn)，緩慢升高，第14天達(dá)高峰，隨后緩慢下降。骨折不愈合組光鏡下可見大量肥大軟骨細(xì)胞，軟骨形成期延長(zhǎng)，骨折愈合難以進(jìn)入骨形成及改建期。堿性磷酸酶表達(dá)減少，Ⅱ型膠原表達(dá)增加、時(shí)間延長(zhǎng)，血管計(jì)數(shù)和各生長(zhǎng)因子水平都很低。擴(kuò)髓并更換粗直徑髓內(nèi)釘治療組骨折愈合率很高（92.96％），與骨折愈合組比較，各時(shí)期細(xì)胞因子、堿性磷酸酶和Ⅱ型膠原表達(dá)都有所增加；初期血管分布有所改變，骨

5、內(nèi)膜來(lái)源的血管受到影響，但是骨外膜和骨痂血管增加，使血供有所代償，到后期血管數(shù)量與骨折愈合組沒(méi)有顯著差異。不擴(kuò)髓治療組骨折愈合率很低(6.25％)，各觀察指標(biāo)與骨折不愈合組類似。 結(jié)論：骨折愈合是一個(gè)高度有序的組織學(xué)變化過(guò)程，血管形成、細(xì)胞因子表達(dá)和靶細(xì)胞增殖是骨形成的三個(gè)重要過(guò)程。這些過(guò)程中任何一個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生障礙都有可能導(dǎo)致骨折不愈合。擴(kuò)髓并更換粗直徑髓內(nèi)釘治療骨折不愈合，能夠解除各個(gè)環(huán)節(jié)的障礙，啟動(dòng)正常骨折愈合生物過(guò)程，使骨折

6、最終達(dá)到愈合。 1.骨折愈合過(guò)程中的每個(gè)階段，不同生長(zhǎng)因子的優(yōu)勢(shì)表達(dá)，以及相應(yīng)靶細(xì)胞的優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)，是保證這個(gè)有序過(guò)程順利進(jìn)行的關(guān)鍵。而微環(huán)境中的血管不僅是新陳代謝所必需，還能侵入軟骨組織，引起軟骨細(xì)胞的凋亡，加速軟骨的鈣化及骨組織的改建過(guò)程。 2.不穩(wěn)定性骨折不愈合，由于初期各種細(xì)胞因子產(chǎn)生較少，不穩(wěn)定固定又阻礙了血管的生成，影響了成骨細(xì)胞生長(zhǎng)，所以使軟骨內(nèi)化骨不能順利進(jìn)行，骨折愈合停留在軟骨形成期。 3.擴(kuò)髓治療

7、骨折不愈合，療效很好，因?yàn)樗獬俗璧K骨折愈合的各個(gè)環(huán)節(jié)。穩(wěn)定固定改善了血管形成的條件，擴(kuò)髓產(chǎn)生的骨泥和創(chuàng)傷帶來(lái)的血腫和炎性細(xì)胞，使各種細(xì)胞因子產(chǎn)生增加，保證間充質(zhì)干細(xì)胞、軟骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞募集、增殖、分化和成熟。這些靶細(xì)胞的正常生長(zhǎng)和自分泌，使各生長(zhǎng)因子能持續(xù)表達(dá)。因此擴(kuò)髓能夠促進(jìn)骨折愈合，通過(guò)擴(kuò)髓，骨折不愈合能夠回到正常的骨折愈合程序中。 4.不擴(kuò)髓治療骨折不愈合，療效很差，除了穩(wěn)定固定改善了血管形成的條件，并沒(méi)有增加細(xì)胞因