胶原蛋白膜包裹自体骨膜修复兔桡骨缺损

中国矫形外科杂志 2004年8月第12卷第16期 Orthop j Chin，Vo1．12，No．16 August 2004 ·1251· 胶原蛋白膜包裹自体骨膜修复兔桡骨缺损 郑 旺 冯文岭 张丽梅 摘 要 目的：比较胶原蛋白膜包裹自体骨膜是否较单纯植入等量的自体骨膜在修复骨 缺损方面更具有优越性。方法：Lane X线评分、骨钙素、碱性磷酸酶和血清钙指标方面进行 统计学分析。结果：复合体组在整个骨愈合过程中成骨活动更活跃、持续时间更长。结论： 本方法克服了缺损区骨膜来源有限的缺点，胶原蛋白能引导新骨生长，阻挡周围软组织进入 缺损区，降低骨不连的发生率。 关键词 胶原蛋白膜； 自体骨膜； 骨缺损 中图分类号 687．1 文献标识码 A 文章编号 1005—8478(2004)16—1251—04 Bone defect repaired th self—periosteum autograft wrapped up in collagen membrane in the radius of rabbit∥ ZHENG Wang，FENG Wen—ling，ZHANG Li—mei．Hebei Provincial People Hospital，Shijiazhuang 050051 Abstract Objective：To evaluate the effect of autograft of periosteum wrapped up in collagen membrane for repairing bone defect．Method：The experiment was studied with Lane X—ray score，alkaline phosphatase，serllm calcium and bone da protein by statistical analysis．Conclusion：The new method overcomes the shortage periosteum source．Collagen could induce new bone growth，prevent soft tissue growing into bone defect area and reduce ratio of bone defect occurence． Key words Collagen membrane； Self-periosteum； Bone defect 骨缺损的治疗有自体骨移植、同种异体骨移植和异种骨 移植等，但都存在着一定的缺陷。在20世纪80年代后期， Vacanti⋯等利用组织 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学修复软骨组织及骨组织获得了成 功之后，骨缺损的修复有了新的进展。本实验研究胶原蛋白 膜包裹自体骨膜修复骨缺损的价值。 1 材料与方法 1．1 实验材料 健康新西兰白兔24只 (河北医科大学实验动物中心提 供)，雌雄不限，年龄在3—6个月，体重在2．0—3．5kg。胶 原蛋白膜 (北京益而康生物工程开发中心)。骨钙素放射免 疫分析试剂盒 (中国医学科学院核医学技术中心)。血清钙 测定试剂盒 (首都医科大学首医临床医学科技中心)。碱性 磷酸酶测定盒 (石家庄市试剂厂)。 1．2 实验方法 作者单位：河北省人民医院骨科，石家庄 050051。 作者简介：郑旺(1969-)，男，张家13人，主治医师，硕士研究生。研究 方向：骨缺损 与骨不连。电话 ：(0311)5988160 E．mail：hbx． tzw66228@ l 63．corn 1．2．1 分组与操作 将实验动物随机分为A、B两组，每组 l2只。戊巴比妥 钠30mg／Kg腹腔麻醉。常规消毒、铺巾，左前肢前外侧以桡 骨中点为中心纵型切开，显露桡骨，环行剥离并切除约4cm ×1．0cm的骨膜，将骨膜平铺并浸泡于无菌生理盐水中备用。 在已剥离骨膜的桡骨中段截取 1．5cm桡骨，造成骨缺损。A 组：将胶原蛋白膜修剪成 1．5cm×4．5cm的长条，把取下的 骨膜平铺于上面，卷成直径约0．5cm、高为 1．5cm的圆柱体 并植入缺损区。B组：缺损区只植入等量自体骨膜。动物右 前肢做空白对照。 术后2、4、6、8、l2周时摄取 X线片和抽静脉血5ml， 放入37~C恒温箱中培育 1h，然后离心 (1 500r／min)20min， 放入一70~C的冰箱中保存，l2周后一并送检。 1．2．2 观察指标 Lane~X线评分 (方法见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1)，总分即每张x线平片的 分值。血清骨钙素，用放射免疫竞争分析法。血清碱性磷酸 酶，用氨基氨替比林测酚法。血清钙，用甲基麝香草酚兰比 色法。 维普资讯 http://www.cqvip.com · l252· 中国矫形外科杂志 2004年8月第 l2卷第 l6期 Orthop J Chin，Vo1．12，No．16 August 2004 表 1 Lane~X线评分标准 2 结 果 A、B两组各指标的数据均服从正态分布，比较两种处理 因素之间的差异，用两因素方差分析。比较2、4、6、8、l2周时， 两组数据之间的差异采用成组 t检验。比较两组组内各周之 间数据的差异采用单因素方差分析。 2．1 Lane X线评分 (见表2) 从 l2周内总体指标看，A、B两组组间有非常显著差异 (F=56．758，P=0．000)，每组各周之间也有非常显著差异 (F=84．789，P：0．000)。 2．2 碱性磷酸酶 (alkaline phosphatase，AKP) l2周内A、B两组的组间 (F=34．176，P=0．000)及周 间(F=102．519，P=0．000)有非常显著差异 (见表 3)。A、 B两组 AKP升高主要集中在4、6周，且两组间有显著差异 (P<0．05)，其余各周时无显著差异。A组各周之间均有显 著差异 (P<0．05)；B组除了2、4周和4、6周之间无显著 差异外，其余各周之间均有差异 (见表4)。 2．3 骨钙素 (bone gla prole in，BGP) l2周内A、B两组组间 (F=64．337，P=0．000)及周间 (F=30．290，P=0．000)有非常显著差异 (见表 5)A组 BGP水平主要集中在6周以后；B组在 4周时有一定程度升 高，与A组相比无显著差异 (P=0．638)，之后，B组一直 维持一定水平。A组各周间均存在着明显差异 (P<0．05)； B组4、6、8周时彼此无显著差异 (P>0．05)(见表6)。 2．4 血清钙 A、B两组组间无显著差异 (F=0．358，P=0，051)，周 间有非常著差异 (F=49．7l8，P=0．000) (见表7)。A、B 两组各周时无显著差异。A、B两组的血清钙升高主要集中 在第4周，以后逐渐下降。B组下降的程度较慢，在6周时 基本恢复正常，A组从4周时血清钙逐渐下降，至 l2周时才 恢复正常 (见表8)。 表2 12周内(含2、4、6、8、12周)A、B两组所有数据的 Lane X线评分统计结果 表3 12周内(含2、4、6、8、12周)A、B两组所有 AKP数据的统计结果 表4 A、B两组在各周时之间的AKP数据统计结果(IU／L，n=12，x+ ) 维普资讯 http://www.cqvip.com 中国矫形外科杂志 2004年8月第 l2卷第 l6期 Orthop J Chin，Vo1．12，No．16 August 2004 ·1253· 表6 A、B两组在各周时之间的 BGP数据统计结果(ng／dl，n=12． +s) 表 7 l2周内(含 2、4、6、8、12周)A、B两组所有血清钙数据的统计结果 表8 A、B两组在各周时之间的血清钙数据统计结果(mg／d1．n=12。 +s) 3 讨 论 胶原蛋白膜作为骨膜细胞生长载体来修复骨缺损，除有 好的组织相溶性、生物降解性、三维立体结构和可塑性外，还 有良好的表面活性和很大的内表面，能粘附和容纳大量的成 骨细胞，引导新骨逐渐长人材料内部，为骨的生长提供支架， 并为细胞在其表面生长、繁殖、分泌基质提供 良好的微环 境 。同样，植入区胶原蛋白占居的空间能够起到阻止周围 生长较快的结缔组织长入缺损部位 J。自体骨膜含有丰富的 骨膜细胞，能定向分化为成骨性能很强的成骨细胞，可作为骨 形成的来源。许永华 等用自体骨膜细胞复合胶原涂层煅烧 骨修复骨缺损取得了良好的效果。 用Laneg X线评分进行统计学分析，从整个缺损愈合过程 来看，由于胶原蛋白良好的生物学特性，A、B两组有着非常显 著差异。A组骨膜分散在胶原蛋白膜各层之间，且胶原蛋白能 够阻挡周围软组织的进入缺损区，所以整个过程中成骨细胞 分化、增殖的空间较大，持续时间也较长。B组植入骨膜只局 限于一处，且缺乏胶原蛋白这种生物活性物质，所以成骨活动 较弱。 Owen等” 认为骨形成的早期主要是 AKP的表达，血清 AKP的活力与成骨细胞的数目具有良好的相关性。本实验结 果，A、B两组总体之间有非常显著差异。AKP升高主要集中 在4、6周，由于胶原蛋白的存在，A组AKP水平高于B组，两 组间有显著差异，以后逐渐下降，l2周时达到正常水平。从组 内各时点统计情况来看，A组各周之间均有显著差异，表示其 成骨活动很活跃；B组在 2、4、6周时的血清 AKP水平变化不 大，说明其成骨活动维持在较低的水平。 维普资讯 http://www.cqvip.com 中国矫形外科杂志 2004年8月第 l2卷第 l6期 Orthop J Chin，Vo1．12，No．16 August 2004 血清 BGP与成骨细胞活性有明显的相关性。Owen等 认为BGP的表达主要与骨基质矿化有关。在成骨细胞进入矿 化期后，细胞内AKP的活性下降，而 BGP分泌增加。从实验 中可以看出，A组骨钙素主要集中在6周以后，即新生骨质的 矿化期，而此时的AKP呈下降趋势；B组因植入骨膜的局限性 和无胶原蛋白的引导作用，其矿化作用始终维持在较低水平。 血清钙也能反映骨代谢的水平，骨缺损修复时，机体必须 提供大量的钙用于成骨。A、B两组术后 2周时血钙均有不同 程度升高，这是骨折早期破骨细胞活动结果。在第 2、4周时， A组因骨膜和胶原蛋白共同存在可能促进了这种作用，表现为 血清钙明显高于B组。血钙迅速升高，引起甲状腺 C细胞分 泌降钙素增加，促进成骨细胞活动，增加钙盐沉积，降低血 钙 ]。A组在术后6周时血清钙有一定程度的降低，直至术后 8周时这种活动达到最强，血清钙降到最低值；B组从第6周 到第 l2周之间血清钙无显著差异，说明其骨细胞代谢较弱。 本实验中A组的效果明显好于 B组，充分利用了胶原蛋 白这种生物学特性，而胶原蛋白这种生物学材料来源广，在治 疗骨缺损时有着巨大的临床意义。 参考文献： [1] Vacanti CA，Upton J．Tissue—engineered morphogenesis of cartilage and bone by means of cell transplantation using synthetic biodegrada— ble polymer matrices[J]．Clin Plast Surg，1994，21(3)：445～462． [2] Zhang QQ，Yao KD，Liu LR，et a1．Evaluation of porous collagen membrane in guided tissue regenerating[J]．Artif Cells Blood Substit Immobil Bioteehnol，1999，27(3)：245． [3] 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