遊離骨膜移植形成骨或軟骨已經從形態學和生化等方面證實,但僅侷限在較小面積。臨床上18~30歲強直性脊柱炎患者髖關節接近強直或已纖維強直的病例較常見,恢復這類患者的髖關節功能,避免過早地進行人工關節置換,是臨床治療中的一大難題。對此,我們進行了大面積自體遊離骨膜移植的動物實驗研究,以期進一步為臨床開展重建髖關節功能起到指導作用。
1、材料與方法
(1)實驗動物及分組 選用10~12月齡健康雜種狗 16只,每隻10~12Kg,雌雄不限,隨機分 為 2 組,實驗組12 只,對照組 4 只,均選右側為術側。
(2)手術方法:實驗動物採用硫賁妥鈉(35mg/kg)腹腔注射麻醉,在無菌條件下,作髖關節前外側切口,沿髂嵴切開面板,分離皮下組織,在骨膜外用眼科剪刀銳性分離,範圍3cm×3.5cm ,用骨刀以45角朝向髂骨面銳性分離骨膜備用,顯露髖關節,脫出股骨頭,咬除股骨頭關節軟骨近端2/3,深達出血的鬆質骨,挫平整圓滑,用鄰時融化的凍存纖維蛋白粘合劑(上海生物製品研究所出品)將骨膜粘附於修整好的股骨頭上,生髮層朝向關節腔。為防止撕脫,用3-0的無創縫線固定於周邊軟骨4~6針,用慶大黴素液沖洗,還納股骨頭,逐層縫合。對照組僅去除關節軟骨,不作骨膜移植。術後肌注慶大黴素 2次,每次 16萬U。
(3)觀察方法:術後注意觀察實驗動物髖關節活動及刀口癒合情況,並分別於術後 2、4、8、12周分批處死動物,每批實驗組 3只,對照組 1只,於股骨頭近2/3中間部位取材,按常規方法制作組織切片和超薄切片,HE和甲苯胺藍顏色,光鏡觀察,鈾―鉛雙層染色JEM-1200透射電鏡觀察。
2、結果
(1)實驗動物一般情況:術後1周內,實驗動物手術側活動受限,呈自我保護狀態,跳躍步態。 2周後基本活動自如,刀口均 I期癒合。
(2)肉眼觀察:術後2周移植骨膜無滑脫,但有皺摺形成,骨膜移植部位呈白色,質軟的纖維樣組織充填,表面不光滑,移植骨膜仍能撕脫。術後 4周移植骨膜部位呈白色質韌的軟骨樣組織,有的部位高於正常軟骨。術後 8~12周移植區顏色類似正常軟骨,質硬光滑,股骨頭曲度良好。對照組動物缺損區見白色質軟的纖維樣組織充填,表面不光滑。
(3)形態學觀察:對照組動物股骨頭光鏡下呈緻密的膠原纖維束,排列不規則,束間有扁平的細胞核。骨面組織緻密,外層組織疏鬆且分界明顯。電鏡下細胞呈梭形,有突起,胞質內有少量粗麵內質網和核蛋白體(圖1,2)。
實驗組動物術後第 2周(14)天 骨膜內面細胞增殖活躍,甲苯胺藍染色顯示增殖的骨膜呈藍色,骨膜與受區骨創面纖維變疏鬆。
術後第 4周(28天)移植骨膜在光鏡下見近受區骨創面細胞由扁平變為圓形或橢圓形,且密集。電鏡下細胞多呈不規則形,胞質內有大量的粗麵內質網,多聚核蛋白和遊離核蛋白體,有的細胞核內見有2個核仁(圖4,5)。
術後第 8周(56天) 已形成透明軟骨,光鏡下見淺層軟骨細胞較小,深層有同源細胞群。電鏡下軟骨呈不規則形,有大量微絨毛。胞質內見有大量擴張的粗麵內質網(圖6,7)。
術後第 12周(84天) 在光、電鏡下形態變化同第 8周。
3、 討論
較小面積遊離骨膜移植的動物實驗和臨床應用研究均有報道,大面積遊離骨膜移植的研究尚不多見。面積大小應為相對概念,其取決於該處關節面的空間幾何形狀,只有對應關節面能直接擠壓生物移植物而影響其存活的創面才為大面積創面。臨床上見到並具有手術價值的多為大面積軟骨缺損,而大面積的骨膜移植,對應關節面的接觸面積較大,易因直接擠壓而壞死。
因此我們在動物實驗中保留周邊關節軟骨部分,以減輕移植骨膜的壓應力。此外,狗的髖關節以前後方向運動為主,頭臼關係配合相對比較緊密,周邊部分軟骨與髖臼軟骨的接觸,大大減少了近端2/3的直接壓力,單側手術,動物的保護性反應,早期不負重,使移植骨膜所承受的壓力明顯減少,這一措施對移植骨膜的存活並向軟骨細胞轉化具有重要作用。
組織學結果表明,大面積的骨膜遊離移植,其演變過程與較小面積的骨膜遊離移植是一致的。在臨床上應用帶牽引調控關節壓力的CPM裝置,嘗試大面積骨膜遊離移植可望獲得成功。
自體骨膜遊離移植應注意的幾個問題:
(1)骨膜的選擇 彭繼生等發現髂骨膜在生髮層的厚度、細胞數和血管分佈等方面優於其它部位的骨膜。且易切取,供區範圍大,尤其對股骨頭軟骨的重建,在同一切口內即可切取較大面積的骨膜,減少患者痛苦。因此髂骨膜是比較理想的組織來源。
(2)骨膜的固定 遊離骨膜只有與具有血供的骨質緊密接觸才能成活。我們在實驗中採用纖維蛋白粘合劑加無創尼龍線縫合固定的方法,早期確切固定,有效地防止了骨膜的滑脫。
(3)骨膜的切取 骨膜生髮層細胞的數量越多,修復轉化的機率就越高。因此,骨膜的切取應最大限度地保持骨膜的完整性,不損傷或輕微損傷骨膜的生髮層細胞。我們在切取髂骨膜時,用銳骨刀以45角朝向髂骨外板,作用力主要在髂骨外板上,骨膜生髮層細胞幾乎不受損傷,為骨膜移植再生、轉化提供了保障。
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