同种异体松质骨加自体红骨髓复合自体筋膜修复四肢长骨骨缺损的临床研究
【摘要】 目的 评价同种异体松质骨加自体红骨髓复合自体筋膜修复四肢长骨骨缺损的疗效。方法 36例四肢长骨骨缺损患者，常规手术内固定同时随机分为两组:实验组24例缺损区填充同种异体松质骨加自体红骨髓复合自体筋膜;对照组12例缺损区仅填充同种异体松质骨加自体红骨髓。通过改进的GaryX线评分标准、临床愈合标准，评价术后带自体筋膜的同种异体松质骨加自体红骨髓复合移植修复四肢长骨骨缺损的效果。结果 实验组修复四肢长骨骨缺损的效果好于对照组，前者在改进的GaryX线评分(P<0.05)及临床愈合标准上优于后者。结论 带自体筋膜的同种异体松质骨加自体红骨髓复合移植修复四肢长骨骨缺损的效果优于同种异体松质骨加自体红骨髓复合移植，能有效修复骨缺损，临床应用前景广阔。
关键词 自体筋膜 骨缺损 骨髓 骨移植
【文献标识码】 A 【文章编号】 1609-6614(2004)04-0317-03
Clinical application of antologuous fascia with allograft and antologuous red bone marrow
, 百拇医药
for treatment of long bone defects in arms and legs
Gu Chunyang，Wang Wenxiao，Qing Shujian
The Central Hospital of Huludao City，Liaoning125000.
【Abstract】 Objective To investigate the efficacy of grafting materials composed of Autologuous Fascia and allograft and antologuous red bone marrow in repairing long bone defects in arms and legs.Methods 36patients with long bone defects were fixed normally and divided into two groups randomly.The24bone defectsof the test group were filled with antologuous fascia with allograft and antologuous red bone marrow.The12bone defects of the control group were filled with allograft and autologuous red bone marrow.The results of grafting materials composed of autoˉloguous fascia with allograft and autologuous red bone marrow in repairing long bone defects in arms and legs were eˉvaluated by modified Gary’radiographic scoring and clinical bone union standard.Results The effect of the test group on the repair of Long Bone Defects in arms and legs is better than that of the control group.It is superior to the latter in modified Gary’radiographic scoring and clinical bone union standard.Conclusion It suggests that the combinedgrafting materials can efficiently repair bony defect and has great potential for clinical use.
, 百拇医药
Key words autologuous fascia bone defects bone marrow bone graft
骨缺损及骨不连是外科临床工作者关注的课题之一。异体骨复合自体红骨髓移植，既为成骨提供细胞和诱导因子，又能为骨生长提供支架，兼有骨诱导及骨引导双重作用，有与新鲜自体骨相似的功能。异体骨复合自体红骨髓移植在临床上已有多例成功应用。随着膜引导组织再生(membrance guided tissue regeneration，MGTR)概念的提出，大量实验证明膜作为机械性屏障阻挡了生长速度较快的结缔组织和上皮细胞进入，有利于生长速度慢且有成骨性能的细胞长入，优先占领缺损区，促进骨缺损修复。将异体骨与自体红骨髓复合后，表面覆盖膜在理论上具有良好修复骨缺损的能力。目前，国内、外尚无相关报道。本文旨在将异体骨与自体红骨髓复合后表面覆盖自体筋膜研究其修复骨缺损的能力，为临床进行骨缺损修复提供新的方法。
1 资料与方法
, 百拇医药
1.1 一般资料 本组患者36例，男28例，女8例，年龄12～64岁，平均38.6岁。皆因外伤致四肢长骨新鲜粉碎性骨折并骨缺损，骨缺损最大4cm×4cm×3cm，最小2cm×2cm×1.5cm，平均28cm 3 ，伤后至手术时间4～72h。
1.2 材料及设备 同种异体松质骨(山西奥瑞生物材料有限公司):为冻干骨。其制备过程:同种异体骨取自新鲜尸体，无菌条件下取出，去除软组织及骨髓后，脱脂，脱钙，去大分子蛋白，最后行冷冻干燥辅照而成。主要设备:X光机(日本东芝)，离心机(日本东芝)，骨科手术器械。
1.3 手术方法 麻醉成功后，切开显露及处理折端，遵循AO原则行有效内固定。无菌条件下用骨髓穿刺针从髂前上棘穿刺，抽吸红骨髓。需要量大时，选择数处穿刺并变换方向及深度抽取，根据骨缺损大小获得需要的红骨髓量。本组用量最少15ml，最多50ml。然后无菌操作逐层剪开异体松质骨条3层包装塑料袋，取出同种异体松质骨条。本组同种异体松质骨条用量最少5cm 3 ，最多40cm 3 ，平均24cm 3 。同种异体松质骨条与部分红骨髓复合。其余红骨髓离心沉淀。然后按骨科植骨原则将复合自体红骨髓的同种异体松质骨条填充骨缺损处。同时将沉淀血球及红骨髓凝块注入骨缺损腔内使其分布于异体骨周围。手术无菌条件下取周围自体筋膜包裹骨缺损处。对照组未包裹自体筋膜。伤口内置1枚负压引流管。
, 百拇医药
1.4 术后常规治疗及随访 术后24～48h拔除引流管。术后常规抗炎，疗程2周。不使用免疫抑制剂，14天切口拆线出院，平均住院14天。术后2周、6周、10周、14周、18周、22周、26周、32周定期复查X线。
2 结果
2.1 X线检查 术后定期行X线检查。条件:距离100cm，时间0.15～0.25s，电压50～60KV，电流100mA。按改进GaryX线评分标准 [1] ，对术后6周、10周、14周、18周、22周、26周、32周X线进行评分，进行统计学处理(配对t检验)，结果见表1。
表1 放射学检查GaryX线评分
注:实验组与对照组同周期相比差异有显著性(P<0.05)。
2.2 临床愈合标准 同种异体松质骨植入后，无明显排斥反应发生，实验组和对照组各有1例植入同种异体松质骨后，伤口持续有清亮液体渗出，经加强局部换药1周，渗液减少，14天拆线出院，伤口甲级愈合。以临床愈合为标准，骨折端无压痛，无异常活动，X线片示骨痂通过骨折线，骨折线模糊。本组36例随访8～12个月，定期复查X片，均获骨性愈合，无1例骨不连或延迟愈合。实验组24例14～22周临床愈合，平均17周。对照组12例18～32周临床愈合，平均22周。以临床愈合为标准，实验组修复骨缺损的效果优于对照组。
, 百拇医药
3 讨论
3.1 异体松质骨复合自体红骨髓移植的机制 (1)同种异体松质骨因在其基质中含有BMP而具有诱导成骨能力，而不仅仅是起被动的“支架”作用。另一方面，同种异体松质骨由于已清除其中的骨髓细胞和其它细胞成份，抗原性已大为减弱，移植后不会引起明显的局部和全身免疫排斥反应，不影响新骨形成。(2)红骨髓含有定向性骨祖细胞和基质。通过该细胞的分化、增殖，促进骨折愈合。其基质细胞和体内其它间叶型细胞一样具有多向分化的潜能，若在BMP的作用下，能向成骨细胞方向分化，具有成骨潜能。(3)红骨髓成骨需要一个吸附的支架，才能持久地发挥作用，将红骨髓与同种异体松质骨复合，具有成骨作用。
3.2 为了客观地评价自体筋膜复合同种异体松质骨及自 体红骨髓修复骨缺损的能力，本实验应用改进的GaryX线评分方法，以骨缺损修复强度，植入骨吸收情况，新生骨的数量和骨髓腔再通状态为评价指标，制定骨缺损修复能力放射学检查结果评分如表1所示，能准确地反映修复重建的X线差异。结果实验组和对照组同周期的评分差异有显著性(P<0.05)。同时以临床愈合为标准，实验组修复骨缺损的效果也优于对照组。证明带自体筋膜的同种异体松质骨加自体红骨髓复合移植修复四肢长骨骨缺损的效果优于同种异体松质骨加自体红骨髓复合移植，临床应用前景广阔。
, 百拇医药
3.3 膜引导组织再生技术可能作用机制
3.3.1 膜的机械屏障作用 Urist和Mclean [2] 发现，骨缺损后，不同组织细胞向缺损处迁移速度不同，来自周围组织的成纤维细胞较成骨潜能细胞向缺损内迁移快。这是导致骨不连的主要原因之一。通过对骨缺损放置膜，阻挡纤维组织细胞长入，使骨生成细胞优先生长，产生新骨，起到促进骨性愈合之目的 [3，4] 。
3.3.2 膜的传导作用 膜可以作为一种支架，使源自骨膜、骨髓的骨生成细胞在其表面贴附、增殖分化为成骨细胞，成骨细胞沿膜管内壁爬行，使骨缺损由两端向中央生长，膜管起架桥连接作用。
3.3.3 膜的诱导作用 膜能产生一个相对独立，稳定的骨诱导空间，刺激骨断端内源性BMP释放，使内源性BMP在膜管内不断募集，并产生不同的浓度梯度 [5] 。
, 百拇医药
3.3.4 膜保护及稳定血肿 膜能保护及稳定血肿，刺激各种凝血物质释放，促进血小板、纤维蛋白附着 [6] 。为生长因子募集与分布提供一个必要条件。
3.3.5 膜促进骨微循环系统的重建 骨形成依赖于完整的血管系统 [7] 。膜能促进毛细血管增生，提供毛细血管向缺损侵入的一个环境，并促使新生血管与周围血管吻合，形成完整的血管系统 [8] 。
3.3.6 膜的空间作用 膜能产生特殊的再生空间，一方面引导来自骨膜、骨髓的骨生成细胞向空间内迁移，增殖分化，另一方面促进内源性BMP等生长因子不断聚集，并参与对成骨细胞分泌活动的调控。
3.3.7 膜的载体作用 膜能作为不同用途的载体，例如膜作为药物释放载体能有效地促进新骨生长，成骨作用明显增强 [9] 。同时，膜也可作为各类外源性生长因子释放的载体。这样，膜不仅有利于生长因子的释放，也能使生长因子与其反应性细胞相结合 [10] 。这样诱导效应可能与膜的多孔性，膜与蛋白结合能力、载体亲和力、膜的降解速度，释放动力等因素有关。
, 百拇医药
3.3.8 膜参与代谢调节 膜本身存在一定孔隙，能允许组织液与各种营养物质自由交换、转运。这对于合成所需的各种微量元素，调节钙、磷代谢平衡起着关键性作用。
参考文献
1 李孜壮，卢世壁，王继芳.缓慢自然复温冷冻干燥异体骨修复实验性骨缺损.中华骨科杂志，1994，32(12):765-767.
2 Urist MR，Mclezn FC.Recent advances in physiology of bone.J Bone Joint Surg(Am)，1963，45:1305.
3 Kim CK，Choi KS，Chai JK，et al.periodontal repair in intrabony deˉfects treated with a calcium carbonate implant and guided tissue regenerˉation.J periodontal，1996，67:1301.
, 百拇医药
4 Ferris RT.A review of guided tissue regeneration.Int Dent J，1998，48:222.
5 张子军，卢世壁，王继芳，等.引导性骨再生中内源性BMP的作用.中华骨科杂志，1996，16:719.
6 Chen CC，Wang HL，Smith F，et al.Evaluation of a collagen memˉbrane in treating periodontal intrabony defects.J periodontal，1995，66:838.
7 Collin-Osdoby P.Role ofvascular endothelial cells in bone biology.Cell Biochem，1994，55:304.
, http://www.100md.com
8 郭洪刚，顾云伍，张志尧.胶原膜及同种异体骨引导兔桡骨再生的特点及机制.中华创伤杂志，1999，32:172.
9 Chung CP，Kim DK，park YJ，et al.Biological effects of drugloaded biodegradable membranes for guided bone regeneration.Periodontal Res，1997，32:172.
10 Cochran DL，Schenk R，Buser D，et al.Recombinant human bone morphogeneticprotein-2stimulation of bone formation around enˉdosseous dental implants.Periodontal，1999，70:139.
作者单位:125000辽宁省葫芦岛市中心医院
121001辽宁省锦州医学院
(编辑依 依), 百拇医药
关键词 自体筋膜 骨缺损 骨髓 骨移植
【文献标识码】 A 【文章编号】 1609-6614(2004)04-0317-03
Clinical application of antologuous fascia with allograft and antologuous red bone marrow
, 百拇医药
for treatment of long bone defects in arms and legs
Gu Chunyang，Wang Wenxiao，Qing Shujian
The Central Hospital of Huludao City，Liaoning125000.
【Abstract】 Objective To investigate the efficacy of grafting materials composed of Autologuous Fascia and allograft and antologuous red bone marrow in repairing long bone defects in arms and legs.Methods 36patients with long bone defects were fixed normally and divided into two groups randomly.The24bone defectsof the test group were filled with antologuous fascia with allograft and antologuous red bone marrow.The12bone defects of the control group were filled with allograft and autologuous red bone marrow.The results of grafting materials composed of autoˉloguous fascia with allograft and autologuous red bone marrow in repairing long bone defects in arms and legs were eˉvaluated by modified Gary’radiographic scoring and clinical bone union standard.Results The effect of the test group on the repair of Long Bone Defects in arms and legs is better than that of the control group.It is superior to the latter in modified Gary’radiographic scoring and clinical bone union standard.Conclusion It suggests that the combinedgrafting materials can efficiently repair bony defect and has great potential for clinical use.
, 百拇医药
Key words autologuous fascia bone defects bone marrow bone graft
骨缺损及骨不连是外科临床工作者关注的课题之一。异体骨复合自体红骨髓移植，既为成骨提供细胞和诱导因子，又能为骨生长提供支架，兼有骨诱导及骨引导双重作用，有与新鲜自体骨相似的功能。异体骨复合自体红骨髓移植在临床上已有多例成功应用。随着膜引导组织再生(membrance guided tissue regeneration，MGTR)概念的提出，大量实验证明膜作为机械性屏障阻挡了生长速度较快的结缔组织和上皮细胞进入，有利于生长速度慢且有成骨性能的细胞长入，优先占领缺损区，促进骨缺损修复。将异体骨与自体红骨髓复合后，表面覆盖膜在理论上具有良好修复骨缺损的能力。目前，国内、外尚无相关报道。本文旨在将异体骨与自体红骨髓复合后表面覆盖自体筋膜研究其修复骨缺损的能力，为临床进行骨缺损修复提供新的方法。
1 资料与方法
, 百拇医药
1.1 一般资料 本组患者36例，男28例，女8例，年龄12～64岁，平均38.6岁。皆因外伤致四肢长骨新鲜粉碎性骨折并骨缺损，骨缺损最大4cm×4cm×3cm，最小2cm×2cm×1.5cm，平均28cm 3 ，伤后至手术时间4～72h。
1.2 材料及设备 同种异体松质骨(山西奥瑞生物材料有限公司):为冻干骨。其制备过程:同种异体骨取自新鲜尸体，无菌条件下取出，去除软组织及骨髓后，脱脂，脱钙，去大分子蛋白，最后行冷冻干燥辅照而成。主要设备:X光机(日本东芝)，离心机(日本东芝)，骨科手术器械。
1.3 手术方法 麻醉成功后，切开显露及处理折端，遵循AO原则行有效内固定。无菌条件下用骨髓穿刺针从髂前上棘穿刺，抽吸红骨髓。需要量大时，选择数处穿刺并变换方向及深度抽取，根据骨缺损大小获得需要的红骨髓量。本组用量最少15ml，最多50ml。然后无菌操作逐层剪开异体松质骨条3层包装塑料袋，取出同种异体松质骨条。本组同种异体松质骨条用量最少5cm 3 ，最多40cm 3 ，平均24cm 3 。同种异体松质骨条与部分红骨髓复合。其余红骨髓离心沉淀。然后按骨科植骨原则将复合自体红骨髓的同种异体松质骨条填充骨缺损处。同时将沉淀血球及红骨髓凝块注入骨缺损腔内使其分布于异体骨周围。手术无菌条件下取周围自体筋膜包裹骨缺损处。对照组未包裹自体筋膜。伤口内置1枚负压引流管。
, 百拇医药
1.4 术后常规治疗及随访 术后24～48h拔除引流管。术后常规抗炎，疗程2周。不使用免疫抑制剂，14天切口拆线出院，平均住院14天。术后2周、6周、10周、14周、18周、22周、26周、32周定期复查X线。
2 结果
2.1 X线检查 术后定期行X线检查。条件:距离100cm，时间0.15～0.25s，电压50～60KV，电流100mA。按改进GaryX线评分标准 [1] ，对术后6周、10周、14周、18周、22周、26周、32周X线进行评分，进行统计学处理(配对t检验)，结果见表1。
表1 放射学检查GaryX线评分
注:实验组与对照组同周期相比差异有显著性(P<0.05)。
2.2 临床愈合标准 同种异体松质骨植入后，无明显排斥反应发生，实验组和对照组各有1例植入同种异体松质骨后，伤口持续有清亮液体渗出，经加强局部换药1周，渗液减少，14天拆线出院，伤口甲级愈合。以临床愈合为标准，骨折端无压痛，无异常活动，X线片示骨痂通过骨折线，骨折线模糊。本组36例随访8～12个月，定期复查X片，均获骨性愈合，无1例骨不连或延迟愈合。实验组24例14～22周临床愈合，平均17周。对照组12例18～32周临床愈合，平均22周。以临床愈合为标准，实验组修复骨缺损的效果优于对照组。
, 百拇医药
3 讨论
3.1 异体松质骨复合自体红骨髓移植的机制 (1)同种异体松质骨因在其基质中含有BMP而具有诱导成骨能力，而不仅仅是起被动的“支架”作用。另一方面，同种异体松质骨由于已清除其中的骨髓细胞和其它细胞成份，抗原性已大为减弱，移植后不会引起明显的局部和全身免疫排斥反应，不影响新骨形成。(2)红骨髓含有定向性骨祖细胞和基质。通过该细胞的分化、增殖，促进骨折愈合。其基质细胞和体内其它间叶型细胞一样具有多向分化的潜能，若在BMP的作用下，能向成骨细胞方向分化，具有成骨潜能。(3)红骨髓成骨需要一个吸附的支架，才能持久地发挥作用，将红骨髓与同种异体松质骨复合，具有成骨作用。
3.2 为了客观地评价自体筋膜复合同种异体松质骨及自 体红骨髓修复骨缺损的能力，本实验应用改进的GaryX线评分方法，以骨缺损修复强度，植入骨吸收情况，新生骨的数量和骨髓腔再通状态为评价指标，制定骨缺损修复能力放射学检查结果评分如表1所示，能准确地反映修复重建的X线差异。结果实验组和对照组同周期的评分差异有显著性(P<0.05)。同时以临床愈合为标准，实验组修复骨缺损的效果也优于对照组。证明带自体筋膜的同种异体松质骨加自体红骨髓复合移植修复四肢长骨骨缺损的效果优于同种异体松质骨加自体红骨髓复合移植，临床应用前景广阔。
, 百拇医药
3.3 膜引导组织再生技术可能作用机制
3.3.1 膜的机械屏障作用 Urist和Mclean [2] 发现，骨缺损后，不同组织细胞向缺损处迁移速度不同，来自周围组织的成纤维细胞较成骨潜能细胞向缺损内迁移快。这是导致骨不连的主要原因之一。通过对骨缺损放置膜，阻挡纤维组织细胞长入，使骨生成细胞优先生长，产生新骨，起到促进骨性愈合之目的 [3，4] 。
3.3.2 膜的传导作用 膜可以作为一种支架，使源自骨膜、骨髓的骨生成细胞在其表面贴附、增殖分化为成骨细胞，成骨细胞沿膜管内壁爬行，使骨缺损由两端向中央生长，膜管起架桥连接作用。
3.3.3 膜的诱导作用 膜能产生一个相对独立，稳定的骨诱导空间，刺激骨断端内源性BMP释放，使内源性BMP在膜管内不断募集，并产生不同的浓度梯度 [5] 。
, 百拇医药
3.3.4 膜保护及稳定血肿 膜能保护及稳定血肿，刺激各种凝血物质释放，促进血小板、纤维蛋白附着 [6] 。为生长因子募集与分布提供一个必要条件。
3.3.5 膜促进骨微循环系统的重建 骨形成依赖于完整的血管系统 [7] 。膜能促进毛细血管增生，提供毛细血管向缺损侵入的一个环境，并促使新生血管与周围血管吻合，形成完整的血管系统 [8] 。
3.3.6 膜的空间作用 膜能产生特殊的再生空间，一方面引导来自骨膜、骨髓的骨生成细胞向空间内迁移，增殖分化，另一方面促进内源性BMP等生长因子不断聚集，并参与对成骨细胞分泌活动的调控。
3.3.7 膜的载体作用 膜能作为不同用途的载体，例如膜作为药物释放载体能有效地促进新骨生长，成骨作用明显增强 [9] 。同时，膜也可作为各类外源性生长因子释放的载体。这样，膜不仅有利于生长因子的释放，也能使生长因子与其反应性细胞相结合 [10] 。这样诱导效应可能与膜的多孔性，膜与蛋白结合能力、载体亲和力、膜的降解速度，释放动力等因素有关。
, 百拇医药
3.3.8 膜参与代谢调节 膜本身存在一定孔隙，能允许组织液与各种营养物质自由交换、转运。这对于合成所需的各种微量元素，调节钙、磷代谢平衡起着关键性作用。
参考文献
1 李孜壮，卢世壁，王继芳.缓慢自然复温冷冻干燥异体骨修复实验性骨缺损.中华骨科杂志，1994，32(12):765-767.
2 Urist MR，Mclezn FC.Recent advances in physiology of bone.J Bone Joint Surg(Am)，1963，45:1305.
3 Kim CK，Choi KS，Chai JK，et al.periodontal repair in intrabony deˉfects treated with a calcium carbonate implant and guided tissue regenerˉation.J periodontal，1996，67:1301.
, 百拇医药
4 Ferris RT.A review of guided tissue regeneration.Int Dent J，1998，48:222.
5 张子军，卢世壁，王继芳，等.引导性骨再生中内源性BMP的作用.中华骨科杂志，1996，16:719.
6 Chen CC，Wang HL，Smith F，et al.Evaluation of a collagen memˉbrane in treating periodontal intrabony defects.J periodontal，1995，66:838.
7 Collin-Osdoby P.Role ofvascular endothelial cells in bone biology.Cell Biochem，1994，55:304.
, http://www.100md.com
8 郭洪刚，顾云伍，张志尧.胶原膜及同种异体骨引导兔桡骨再生的特点及机制.中华创伤杂志，1999，32:172.
9 Chung CP，Kim DK，park YJ，et al.Biological effects of drugloaded biodegradable membranes for guided bone regeneration.Periodontal Res，1997，32:172.
10 Cochran DL，Schenk R，Buser D，et al.Recombinant human bone morphogeneticprotein-2stimulation of bone formation around enˉdosseous dental implants.Periodontal，1999，70:139.
作者单位:125000辽宁省葫芦岛市中心医院
121001辽宁省锦州医学院
(编辑依 依), 百拇医药