兔松质骨骨折愈合中骨小梁的组织形态测量
兔松质骨骨折愈合中骨小梁的组织形态测量
陈永强 裘世静 戴克戎
关键词：兔；松质骨；骨折愈合；骨小梁 松质骨主要分布于椎体、骨盆、腕骨、跗骨和长管状骨干骺端等部位。从临床骨折发生率来看，上述部位都是骨折好发部位，尤其是在患有骨质疏松症的老年人中。但以往骨折愈合的研究仅限于皮质骨。为此，笔者进行了一系列有关松质骨骨折愈合的研究，在本实验中采用组织形态测量方法，对松质骨骨折愈合中骨小梁进行定量分析，并阐明其与力学性能的关系。
一、 材料与方法
采用成年新西兰兔68只，平均体重2.75 kg。随机分为3组，每组20只，另8只作为对照组。动物常规静脉戊巴比妥钠麻醉，在股骨髁间做倒L形完全截骨。截骨后分别采用屈膝位长腿石膏固定(简称石膏固定组)(A组)，或皮质骨螺钉内固定(B组)，或松质骨螺钉内固定(C组)。后两组动物术后不做任何外固定。对照组(D组)仅做相同手术切口及显露，不做截骨及固定。各组动物3，6，8，12周时截取完整股骨髁标本，用体积分数为4%的中性甲醛固定和Jerkin液脱钙后，将标本冠状面剖开。然后经乙醇脱水，二甲苯透明，石蜡定向包埋；5 μm切片，HE染色。最后，切片在VIDAS自动显像系统上做组织形态测量。测定参数部分参照Parfitt方法进行计量测定。测定参数为平均骨小梁体积(MTBT)、平均骨小梁厚度(MTPT)、平均骨小梁间距(MTPS)。
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获得的数据采用Sada统计程序软件进行方差分析。
二、 结果
1.各组的MTBT比较：统计分析表明，C组和D组的MTBT在各阶段无明显变化(P>0.05)，A组和B组均呈下降趋势，其中以A组为明显(P<0.05～0.01)。B组除3～6周外，其余各阶段也呈显著下降(P<0.05)。
2.各组的MTPT比较：统计表明，C组和D组的MTPT在各阶段差异无显著性意义(P>0.05)。A组和B组的MTPT呈下降趋势，其中A组除6～8周外，其余各阶段呈显著性下降(P<0.05～0.01)。而B组除8～12周外，其余各阶段也呈显著性下降(P<0.05)。
3.各组的MTPS比较：统计分析表明，C组和D组的MTPS在各阶段差异无显著性意义(P>0.05)，其余各组的MTPS均呈逐渐增加趋势，其中A组除6～8周时差异无显著性意义外(P>0.05)，其余各阶段呈显著性增加(P<0.05～0.01)。而B组除8～12周外，其余各阶段也呈显著性增加(P<0.05)。
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三、 讨论
实验结果表明，正常兔股骨髁部的MTBT为(43.49±5.14)%。兔股骨髁间截骨后3～12周的组织形态测量结果表明，石膏固定组和皮质骨螺钉固定组的MTBT呈显著性下降(P<0.01)，而松质骨螺钉固定组的MTBT则变化不明显(P>0.05)。生物力学测试结果证明，3组在同期内的骨折界面剪切强度均呈上升趋势(P<0.01)，其中以松质骨螺钉固定组最高，皮质骨螺钉固定组次之，而石膏固定组最低。松质骨骨折愈合过程中的MTBT变化与骨力学强度之间不成比例的现象表明，单纯骨量变化并不是影响松质骨骨折愈合骨强度的一个主要因素。本实验的MTBT和MTPS这二个参数变化，反映了松质骨骨折愈合过程中骨小梁显微结构发生变化。实验结果表明，除松质骨螺钉固定组外，石膏固定组和皮质骨螺钉固定组的MTPT在各阶段呈明显下降趋势(P<0.05～0.01)。表明松质骨的骨小梁显微结构逐渐趋向正常。生物力学测试也证实，其骨折界面剪切强度也随之上升[1]。
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近来研究表明，松质骨显微结构是影响松质骨力学性能的一个重要因素。Cowin[2]曾运用数学公式证明，松质骨力学性能不仅取决于其孔隙率，而更重要地取决于骨小梁的空间排列。
本实验结果证明，松质骨骨折愈合中骨强度变化与骨小梁显微结构因素的关系较为密切，而与骨量关系不大。
基金项目：国家自然科学基金资助项目(39200120)
作者单位：陈永强(200011 上海第二医科大学附属第九人民医院骨科)
裘世静(200011 上海第二医科大学附属第九人民医院骨科)
戴克戎(200011 上海第二医科大学附属第九人民医院骨科)
参考文献
1，陈永强，戴克戎，裘世静，等. 实验性松质骨骨折愈合的生物力学研究. 中华创伤杂志， 1996，12：107-109.
2，Cowin SC. Wolff's law of trabecular architecture at remodelling equilibrium. J Biomech Eng, 1986,108:83-86., 百拇医药
陈永强 裘世静 戴克戎
关键词：兔；松质骨；骨折愈合；骨小梁 松质骨主要分布于椎体、骨盆、腕骨、跗骨和长管状骨干骺端等部位。从临床骨折发生率来看，上述部位都是骨折好发部位，尤其是在患有骨质疏松症的老年人中。但以往骨折愈合的研究仅限于皮质骨。为此，笔者进行了一系列有关松质骨骨折愈合的研究，在本实验中采用组织形态测量方法，对松质骨骨折愈合中骨小梁进行定量分析，并阐明其与力学性能的关系。
一、 材料与方法
采用成年新西兰兔68只，平均体重2.75 kg。随机分为3组，每组20只，另8只作为对照组。动物常规静脉戊巴比妥钠麻醉，在股骨髁间做倒L形完全截骨。截骨后分别采用屈膝位长腿石膏固定(简称石膏固定组)(A组)，或皮质骨螺钉内固定(B组)，或松质骨螺钉内固定(C组)。后两组动物术后不做任何外固定。对照组(D组)仅做相同手术切口及显露，不做截骨及固定。各组动物3，6，8，12周时截取完整股骨髁标本，用体积分数为4%的中性甲醛固定和Jerkin液脱钙后，将标本冠状面剖开。然后经乙醇脱水，二甲苯透明，石蜡定向包埋；5 μm切片，HE染色。最后，切片在VIDAS自动显像系统上做组织形态测量。测定参数部分参照Parfitt方法进行计量测定。测定参数为平均骨小梁体积(MTBT)、平均骨小梁厚度(MTPT)、平均骨小梁间距(MTPS)。
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获得的数据采用Sada统计程序软件进行方差分析。
二、 结果
1.各组的MTBT比较：统计分析表明，C组和D组的MTBT在各阶段无明显变化(P>0.05)，A组和B组均呈下降趋势，其中以A组为明显(P<0.05～0.01)。B组除3～6周外，其余各阶段也呈显著下降(P<0.05)。
2.各组的MTPT比较：统计表明，C组和D组的MTPT在各阶段差异无显著性意义(P>0.05)。A组和B组的MTPT呈下降趋势，其中A组除6～8周外，其余各阶段呈显著性下降(P<0.05～0.01)。而B组除8～12周外，其余各阶段也呈显著性下降(P<0.05)。
3.各组的MTPS比较：统计分析表明，C组和D组的MTPS在各阶段差异无显著性意义(P>0.05)，其余各组的MTPS均呈逐渐增加趋势，其中A组除6～8周时差异无显著性意义外(P>0.05)，其余各阶段呈显著性增加(P<0.05～0.01)。而B组除8～12周外，其余各阶段也呈显著性增加(P<0.05)。
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三、 讨论
实验结果表明，正常兔股骨髁部的MTBT为(43.49±5.14)%。兔股骨髁间截骨后3～12周的组织形态测量结果表明，石膏固定组和皮质骨螺钉固定组的MTBT呈显著性下降(P<0.01)，而松质骨螺钉固定组的MTBT则变化不明显(P>0.05)。生物力学测试结果证明，3组在同期内的骨折界面剪切强度均呈上升趋势(P<0.01)，其中以松质骨螺钉固定组最高，皮质骨螺钉固定组次之，而石膏固定组最低。松质骨骨折愈合过程中的MTBT变化与骨力学强度之间不成比例的现象表明，单纯骨量变化并不是影响松质骨骨折愈合骨强度的一个主要因素。本实验的MTBT和MTPS这二个参数变化，反映了松质骨骨折愈合过程中骨小梁显微结构发生变化。实验结果表明，除松质骨螺钉固定组外，石膏固定组和皮质骨螺钉固定组的MTPT在各阶段呈明显下降趋势(P<0.05～0.01)。表明松质骨的骨小梁显微结构逐渐趋向正常。生物力学测试也证实，其骨折界面剪切强度也随之上升[1]。
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近来研究表明，松质骨显微结构是影响松质骨力学性能的一个重要因素。Cowin[2]曾运用数学公式证明，松质骨力学性能不仅取决于其孔隙率，而更重要地取决于骨小梁的空间排列。
本实验结果证明，松质骨骨折愈合中骨强度变化与骨小梁显微结构因素的关系较为密切，而与骨量关系不大。
基金项目：国家自然科学基金资助项目(39200120)
作者单位：陈永强(200011 上海第二医科大学附属第九人民医院骨科)
裘世静(200011 上海第二医科大学附属第九人民医院骨科)
戴克戎(200011 上海第二医科大学附属第九人民医院骨科)
参考文献
1，陈永强，戴克戎，裘世静，等. 实验性松质骨骨折愈合的生物力学研究. 中华创伤杂志， 1996，12：107-109.
2，Cowin SC. Wolff's law of trabecular architecture at remodelling equilibrium. J Biomech Eng, 1986,108:83-86., 百拇医药