功能锻炼对骨折愈合影响的红外实验与临床观察
作者：顾雅君 孟和 吕喜增 刘亨远
单位：河北省科学院微生物研究所 保定 071051
关键词：骨折愈合；红外光谱；功能锻炼；临床观察
中医正骨000302 提要 为探讨相同负荷不同时间情况下应力对骨折愈合的影响。取同龄山羊5只，常规手术下造成桡骨横断骨折。采用测力式固定器加载固定，分别于7、14、21、28、35天处死，取出桡骨制成实验标本，做红外光谱分析。结果从骨痂的红外光谱中看到，反映有机质存在的吸收带I1的数值，与代表羟基磷灰石的吸收带I2、I3的数值比，14～15天内发生巨变，而White等对家兔胫骨不加载实验，骨痂强度跃度出现在26天左右。由此看出，断端应力对骨愈合有明显促进作用。表明中医和中西医结合骨折疗法中强调功能锻炼，确能加快愈合速度，提高愈合质量，缩短疗程。295例临床观察也支持该实验结果。
, http://www.100md.com
中图分类号：R683 文献标识码：A
文章编号：1001-6015(2000)03-0005-02
INFRA-RED EXPERIMENT AND CLINICAL OBSERVATION ON THE INFLUENCE OF FUNCTIONAL EXERCISES ON FRACTURE HEALING
Gu Yajun 顾雅君， Meng He 孟 和， Lu Xizeng 吕喜增， et al
Microbiology Institute, Academy of Hebei Province, Baoding 071051
In order to study the same stress exerted at different time on fracture healing, experimental radial transverse fractures were made in 5 goats of the same age by routine surgery and compressed-fixed with ergographical fixator. The animals were killed on 7th, 14th, 21st, 28th and 35th days after the fixation, respectively and the radii were harvested and made into experimental specimens, which were given infra-red spectral analysis. From the infra-red spectrum of the callus, it was found that the ratio of I1 (the absorption band of the organic materials) to I2 and 3 (the absorption bands of the hydroxyapatite) had a tremendous change on 14th-15th days, while the leap of callus strength appeared on 26th day in Whites non-compression experiment of the rabbit tibia. From this, it can be seen that the fragmental stress has a significant stimulative effect on fracture healing, improve the healing quality and shorten the course of treatment. The clinical observation of 295 cases supported the results of this experiment as well.
, 百拇医药
Key Words: fracture healing infra-red spectrum functional exercise clinical observation
中医和中西医结合骨折疗法，把整复、固定和功能锻炼三个阶段密切结合在一起。在“固定与活动相结合”的原则下，固定是从肢体活动的目标出发，而活动又以不影响骨折部的固定为限度。稳定而有效的固定是肢体活动的基础，而合理的活动又是强化固定的必要条件。活动不但要保持整复后的良好位置，同时骨折端的残余成角及侧方移位还可逐渐得到矫正，并能有效加快骨折愈合速度，缩短疗程。功能活动不仅被看成骨折治疗目的，而且被看作骨折治疗的必要手段。功能锻炼是否能加快骨折愈合速度、缩短疗程呢?本文从生化观点做了动物实验研究。为验证结果的可靠性，又进一步做了临床观察。
1 红外光谱实验与结果分析
1.1 实验对象、方法和步骤 取同龄山羊5只，常规手术下将其桡骨造成横断骨折，采用测力式骨科固定器固定均加载400N。术后分别于7、14、21、28、35天处死。取桡骨剔去软组织，置恒温干燥箱中，以除去水份和消毒液。模型标本制备后放入5%的氢氧化钠溶液中浸泡24小时。然后取出骨痂组织，再浸泡于29%的过氧化氢溶液中72小时，尽量除去其有机质，自然风干备检。
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1.2 红外光谱分析结果 红外吸收光谱系在红外分光光度计上，用溴化钾压片法进行测定，以获得红外光谱数据。从实验性骨折骨痂的红外光谱中可以看到，反映有机质存在的吸收带I1(1645～1655cm-1)的数值于骨折第14天左右最大，随愈合时间增长逐渐相对减少；而代表羟基磷灰石的吸收带I2(1040cm-1)、I3(527～520cm-1)的数值则随愈合时间的增加规律性增多。两者的数值比，即I1/I2和I1/I3也随愈合时间增加规律性降低。因而，I1/I2和I1/I3可以代表骨痂中胶原与羟基磷灰石含量的相对比值。这一比值在3周内发生了较快变化，到35天时骨痂中I1/I2、I1/I3已与正常值接近(图1)。可以认为，在动物实验性骨折加压愈合中，胶原的分泌达到一定程度后，即在胶原部分出现磷灰石结晶(所谓骨痂的“钙化”)，并在愈合的14～15天内发生了巨变，致使骨痂成份迅速接近正常骨值。从第14天骨痂的红外吸收光谱I1/I2的比值突然下降可清楚说明这一点〔1〕。
, 百拇医药
图1 骨折愈合过程的红外光谱
1.3 红外实验结果与White实验比较 White等的动物实验也有类同的结果〔1、2〕。他对家兔胫骨造成横断骨折，在骨折线远近端各穿2枚克氏针然后固定，但不加荷载。骨折后不同阶段测定骨折部位的扭转角，发现21～24天后骨痂具有高强度的恢复迹象(即低强度大变形)。27天后骨痂具有高强度、硬组织模式(即高强度小变形)。扭矩值与愈合天数关系如图2示。从该实验结果看出骨痂强度跃度出现在26天左右。由图1知，本实验骨痂强度跃度出现在第14天左右，较White对兔不施加应力骨痂跃度提早12天左右。可以看出，虽非同种动物，但两者愈合过程相似，断端应力明显缩短了愈合时间。
图2 家兔胫腓骨骨折后骨强度曲线
2 临床观察
, 百拇医药
2.1 目的和方法 为验证实验结果的可信度，我们采用骨折复位固定器进一步做了临床观察。因该器械仅用2枚克氏针固定，没有功能替代，功能锻炼过程中，肌肉力、重力和压板力均可传递到骨折断面，使断面获得有益于愈合的应力刺激〔3〕。
2.2 一般资料 应用骨折复位固定器治疗成人四肢长管状移位型、不稳定型骨折共295例；男200例，女95例；年龄16～69岁，平均35.5岁；开放性15例，闭合性280例；肱骨5例，前臂81例，股骨97例，胫腓骨112例。
2.3 治疗结果 如下表所示，因骨折复位固定器没有功能替代，骨折端能获得间断性生理应力，疗效还是较理想的。
表1 临床观察疗效统计表 部位
例数
临床愈合
, 百拇医药
时间(天)
功能评定
优良率
(%)
优
良
可
差
肱 骨
5
60
3
2
100
, 百拇医药
前 臂
81
38.1
55
15
9
2
86.4
股 骨
97
45.6
64
26
, 百拇医药 5
2
90.7
胫腓骨
112
39.5
97
13
2
0
98.2
3 结论
动物实验的红外光谱分析结果与White实验比较说明虽非同种动物，仍可看出断端应力能够促进骨折端愈合。而功能锻炼可使骨折端获得应力刺激。所以，具有我国自身特点的中医和中西医结合骨折疗法，在治疗过程中强调功能锻炼，确能加快骨折愈合速度，提高愈合质量，缩短疗程。临床观察也验证了实验结果的可靠性。
参考文献
[1] 刘亨远，林振福，顾志华。骨折加压过程中有机质转化成无机质的红外光谱。河北师范大学学报 1986；增刊：175
[2] 顾志华，高瑞亭。骨伤生物力学基础。天津：天津大学出版社，1990：255
[3] 尚天裕，孟和，顾志华，等。肌肉内在动力对中西医结合治疗股骨骨折的机理探讨。中医杂志 1982；23(6)：65
1999-10-24收稿
2000-01-16修回, 百拇医药
单位：河北省科学院微生物研究所 保定 071051
关键词：骨折愈合；红外光谱；功能锻炼；临床观察
中医正骨000302 提要 为探讨相同负荷不同时间情况下应力对骨折愈合的影响。取同龄山羊5只，常规手术下造成桡骨横断骨折。采用测力式固定器加载固定，分别于7、14、21、28、35天处死，取出桡骨制成实验标本，做红外光谱分析。结果从骨痂的红外光谱中看到，反映有机质存在的吸收带I1的数值，与代表羟基磷灰石的吸收带I2、I3的数值比，14～15天内发生巨变，而White等对家兔胫骨不加载实验，骨痂强度跃度出现在26天左右。由此看出，断端应力对骨愈合有明显促进作用。表明中医和中西医结合骨折疗法中强调功能锻炼，确能加快愈合速度，提高愈合质量，缩短疗程。295例临床观察也支持该实验结果。
, http://www.100md.com
中图分类号：R683 文献标识码：A
文章编号：1001-6015(2000)03-0005-02
INFRA-RED EXPERIMENT AND CLINICAL OBSERVATION ON THE INFLUENCE OF FUNCTIONAL EXERCISES ON FRACTURE HEALING
Gu Yajun 顾雅君， Meng He 孟 和， Lu Xizeng 吕喜增， et al
Microbiology Institute, Academy of Hebei Province, Baoding 071051
In order to study the same stress exerted at different time on fracture healing, experimental radial transverse fractures were made in 5 goats of the same age by routine surgery and compressed-fixed with ergographical fixator. The animals were killed on 7th, 14th, 21st, 28th and 35th days after the fixation, respectively and the radii were harvested and made into experimental specimens, which were given infra-red spectral analysis. From the infra-red spectrum of the callus, it was found that the ratio of I1 (the absorption band of the organic materials) to I2 and 3 (the absorption bands of the hydroxyapatite) had a tremendous change on 14th-15th days, while the leap of callus strength appeared on 26th day in Whites non-compression experiment of the rabbit tibia. From this, it can be seen that the fragmental stress has a significant stimulative effect on fracture healing, improve the healing quality and shorten the course of treatment. The clinical observation of 295 cases supported the results of this experiment as well.
, 百拇医药
Key Words: fracture healing infra-red spectrum functional exercise clinical observation
中医和中西医结合骨折疗法，把整复、固定和功能锻炼三个阶段密切结合在一起。在“固定与活动相结合”的原则下，固定是从肢体活动的目标出发，而活动又以不影响骨折部的固定为限度。稳定而有效的固定是肢体活动的基础，而合理的活动又是强化固定的必要条件。活动不但要保持整复后的良好位置，同时骨折端的残余成角及侧方移位还可逐渐得到矫正，并能有效加快骨折愈合速度，缩短疗程。功能活动不仅被看成骨折治疗目的，而且被看作骨折治疗的必要手段。功能锻炼是否能加快骨折愈合速度、缩短疗程呢?本文从生化观点做了动物实验研究。为验证结果的可靠性，又进一步做了临床观察。
1 红外光谱实验与结果分析
1.1 实验对象、方法和步骤 取同龄山羊5只，常规手术下将其桡骨造成横断骨折，采用测力式骨科固定器固定均加载400N。术后分别于7、14、21、28、35天处死。取桡骨剔去软组织，置恒温干燥箱中，以除去水份和消毒液。模型标本制备后放入5%的氢氧化钠溶液中浸泡24小时。然后取出骨痂组织，再浸泡于29%的过氧化氢溶液中72小时，尽量除去其有机质，自然风干备检。
, http://www.100md.com
1.2 红外光谱分析结果 红外吸收光谱系在红外分光光度计上，用溴化钾压片法进行测定，以获得红外光谱数据。从实验性骨折骨痂的红外光谱中可以看到，反映有机质存在的吸收带I1(1645～1655cm-1)的数值于骨折第14天左右最大，随愈合时间增长逐渐相对减少；而代表羟基磷灰石的吸收带I2(1040cm-1)、I3(527～520cm-1)的数值则随愈合时间的增加规律性增多。两者的数值比，即I1/I2和I1/I3也随愈合时间增加规律性降低。因而，I1/I2和I1/I3可以代表骨痂中胶原与羟基磷灰石含量的相对比值。这一比值在3周内发生了较快变化，到35天时骨痂中I1/I2、I1/I3已与正常值接近(图1)。可以认为，在动物实验性骨折加压愈合中，胶原的分泌达到一定程度后，即在胶原部分出现磷灰石结晶(所谓骨痂的“钙化”)，并在愈合的14～15天内发生了巨变，致使骨痂成份迅速接近正常骨值。从第14天骨痂的红外吸收光谱I1/I2的比值突然下降可清楚说明这一点〔1〕。
, 百拇医药
图1 骨折愈合过程的红外光谱
1.3 红外实验结果与White实验比较 White等的动物实验也有类同的结果〔1、2〕。他对家兔胫骨造成横断骨折，在骨折线远近端各穿2枚克氏针然后固定，但不加荷载。骨折后不同阶段测定骨折部位的扭转角，发现21～24天后骨痂具有高强度的恢复迹象(即低强度大变形)。27天后骨痂具有高强度、硬组织模式(即高强度小变形)。扭矩值与愈合天数关系如图2示。从该实验结果看出骨痂强度跃度出现在26天左右。由图1知，本实验骨痂强度跃度出现在第14天左右，较White对兔不施加应力骨痂跃度提早12天左右。可以看出，虽非同种动物，但两者愈合过程相似，断端应力明显缩短了愈合时间。
图2 家兔胫腓骨骨折后骨强度曲线
2 临床观察
, 百拇医药
2.1 目的和方法 为验证实验结果的可信度，我们采用骨折复位固定器进一步做了临床观察。因该器械仅用2枚克氏针固定，没有功能替代，功能锻炼过程中，肌肉力、重力和压板力均可传递到骨折断面，使断面获得有益于愈合的应力刺激〔3〕。
2.2 一般资料 应用骨折复位固定器治疗成人四肢长管状移位型、不稳定型骨折共295例；男200例，女95例；年龄16～69岁，平均35.5岁；开放性15例，闭合性280例；肱骨5例，前臂81例，股骨97例，胫腓骨112例。
2.3 治疗结果 如下表所示，因骨折复位固定器没有功能替代，骨折端能获得间断性生理应力，疗效还是较理想的。
表1 临床观察疗效统计表 部位
例数
临床愈合
, 百拇医药
时间(天)
功能评定
优良率
(%)
优
良
可
差
肱 骨
5
60
3
2
100
, 百拇医药
前 臂
81
38.1
55
15
9
2
86.4
股 骨
97
45.6
64
26
, 百拇医药 5
2
90.7
胫腓骨
112
39.5
97
13
2
0
98.2
3 结论
动物实验的红外光谱分析结果与White实验比较说明虽非同种动物，仍可看出断端应力能够促进骨折端愈合。而功能锻炼可使骨折端获得应力刺激。所以，具有我国自身特点的中医和中西医结合骨折疗法，在治疗过程中强调功能锻炼，确能加快骨折愈合速度，提高愈合质量，缩短疗程。临床观察也验证了实验结果的可靠性。
参考文献
[1] 刘亨远，林振福，顾志华。骨折加压过程中有机质转化成无机质的红外光谱。河北师范大学学报 1986；增刊：175
[2] 顾志华，高瑞亭。骨伤生物力学基础。天津：天津大学出版社，1990：255
[3] 尚天裕，孟和，顾志华，等。肌肉内在动力对中西医结合治疗股骨骨折的机理探讨。中医杂志 1982；23(6)：65
1999-10-24收稿
2000-01-16修回, 百拇医药