Relationship between pyrophosphate,amorphous calcium phosphate and other factors in the sequence of calcificationin vivo

The amounts of inorganic pyrophosphate (PP_i), orthophosphate and calcium have been measured in resting, proliferating, hypertrophic and calcified cartilage from foetal calf epiphyses and also in cancellous, periosteal and compact bone. In the cartilage samples, the content of PP_i increased progressively in the order named above, from values of 8.59 g P/g dry weight in resting cartilage to 236 g P/g dry weight in calcified cartilage. However, the ratio of PP_i to orthophosphate followed the reverse relationship and was highest in the resting zone and fell dramatically as the tissue calcified. The possible role of PP_i in inhibiting the precipitation of amorphous calcium phosphate (ACP) and in the slowing the transformation of ACP to hydroxyapatite (HA) in calcifying tissues is discussed in relation to other factors, such as collagen, magnesium, phospholipids and proteinpolysaccharides, which might also influence the processin vivo. At present, no single factor can be identified as a proven physiological regulator.

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Zusammenfassung Der Gehalt an anorganischem Pyrophosphat (PP_i), Orthophosphat und Calcium wurde in ruhendem, proliferierendem, hypertrophischem und verkalktem Knorpel von foetalen Kalbsepiphysen und auch in spongiösem, periostalem und kompaktem Knochen gemessen. Bei den Knorpelproben nahm der Gehalt an PP_i progressiv in der oben angegebenen Reihenfolge zu: von 8,59 g P/g Trockengewicht in ruhendem Knorpel bis zu 236 g P/g Trockengewicht in verkalktem Knorpel. Das PP_i/Orthophosphat-Verhältnis hingegen verlief in umgekehrter Richtung; es war am höchsten in der ruhenden Zone und nahm dramatisch ab, wenn das Gewebe verkalkte. Die mögliche Rolle von PP_i bei der Hemmung der Ausfällung von amorphem Calciumphosphat (ACP) und bei der Verlangsamung der Umwandlung von ACP in Hydroxyapatit (HA) in verkalkenden Geweben wird in bezug auf folgende anderen Faktoren, welche den Vorgang in vivo ebenfalls beieinflussen könnten, diskutiert: Collagen, Magnesium, Phospholipide und Proteinpolysaccharide. Bis jetzt war es nicht möglich, einen einzelnen Faktor als sicheren physiologischen Regulator zu identifizieren.

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Résumé Les concentrations de pyrophosphate inorganiques (PP_i), d'orthophosphate et de calcium ont été déterminées dans le cartilage au repos, en prolifération, hypertrophique et calcifié au niveau d'épiphyses foetales de veaux et aussi dans l'os spongieux, périosté et compact. Dans les échantillons de cartilage, le contenu en PP_i augmente progressivement dans l'ordre énoncé ci-dessus, de 8.59 g P/g en poids sec de cartilage au repos à 236 g P/g en poids sec dans le cartilage calcifié. Cependant, le rapport PP_i sur orthophosphate suit une relation inverse: il est plus élevé dans la zone de repos et diminue considérablement lorsque le tissu se calcifie. Le rôle possible du PP_i, en inhibant la précipitation de phosphate de calcium amorphe (ACP) et en ralentissant la transformation d'ACP en hydroxyleapatite (HA) dans les tissus calcifiés, est envisagé par rapport à d'autres facteurs, tels que le collagène, le magnésium, les phospholipides et les protéines-polysaccharides, qui peuvent aussi intervenirin vivo. Pour l'instant, aucun facteur isolé ne peut être considéré comme un régulateur physiologique certain.

     

Calcium binding by chondroitin sulfate

The binding of calcium by chondroitin sulfate C was studied by employing biological and physicochemical methods for the quantitative determination of ionic calcium. Mean values for logK _j, the logarithm of the uncorrected formation constant for a calcium-chondroitin sulfate complex, were 1.64 with the frog heart technique, 1.55 with the murexide method, 1.39 with ultrafiltration and 1.04 with the calcium selective electrode. The magnitude of these values suggests that chondroitin sulfate has a relatively high binding capacity for calcium, but calculated values for an exchange parameterK _p indicate that calcium has a low affinity for the polysaccharide.

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Zusammenfassung Die Bindung von Calcium mit Chondroitinsulfat C wurde untersucht mittels biologischer und physikalisch-chemischer Methoden für die quantitative Bestimmung des ionischen Calciums. Im Durchschnitt ergab logK _j, der Logarithmus der unkorrigierten Formationskonstante für einen Calciumchondroitinsulfatkomplex, 1,64 mit der Technik des Froschherzens, 1,55 mit der Murexidmethode, 1,39 mittels Ultrafiltration und 1,04 mit den Calciumselektiven Elektroden. Die Größe dieser Werte zeigt, daß Chondroitinsulfat eine relativ hohe Bindungskapazität für Calcium hat, die berechneten Werte für einen AustauschparameterK _p jedoch, daß Calcium eine kleine Affinität für Polysaccharide hat.

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Résumé La liaison du calcium par le sulfate de chondroitin C a été étudiée en utilisant des méthodes biologiques et physicochimiques pour la détermination quantitative du calcium ionique. Les valeurs moyennes pour logK _j, le logarithme de la constante de formation non corrigée d'un complexe calcium-sulfate de chondroitin C, sont 1,64 par la technique de cur de grenouille, 1,55 par la méthode de murexide, 1,39 par l'ultrafiltration et 1,04 par l'électrode sélective du calcium. L'ordre de grandeur de ces valeurs suggèrent que le sulfate de chondroitin C a une capacité de liaison pour calcium relativement élevée, mais les valeurs calculées pour un paramètre d'échangeK _p indiquent que le calcium a une affinité faible pour le polysaccharide.

     

解剖矫正及鼻中隔软骨修复单侧唇裂继发鼻畸形

目的 探讨应用解剖矫正及鼻中隔软骨修复单侧唇裂继发鼻畸形的方法及临床疗效.方法 对21例单侧唇裂继发鼻畸形患者,采用鼻小柱及双侧鼻前庭Goodman切口,佩戴2.5倍放大镜,镜下充分剥离及矫正鼻畸形错位解剖至正常位置,通过切取鼻中隔软骨,并重新搭建鼻尖的支架系统,重塑鼻外形.结果 手术分别纠正了鼻翼塌陷、鼻小柱偏斜、鼻孔不对称等问题,术后1个月、15个月随访21例,可见切口愈合良好,鼻形态改善明显,鼻小柱居中、鼻翼无塌陷、鼻孔基本对称,无明显复发,无并发症发生.结论 在鼻部解剖基础上,充分矫正鼻畸形错位解剖至正常位置,通过切取鼻中隔软骨,并重新搭建鼻尖的支架系统,重塑鼻外形,有良好的治疗效果.     

Mucopolysaccharides and mucoproteins of calf scapula

In the ossifying calf scapula the sharp division between cartilage and bone was found to allow collection of nearly unlimited quantities of both cartilage and bone in any desired stage of the transformation process. The mucopolysaccharides (MPS) of all zones consist mainly of galactosaminoglycans of the chondroitin sulfate A and C type. The highest concentration of MPS and mucoproteins (MP) was found in the 2 mm-wide cartilage zone adjacent to the bone. Significant differences among cartilage zones were observed in the quantity and nature of the extracted MP, with a rise in equivalent weight and a reduction in exchangeable sulfate toward the cartilage-bone junction. Removal of co-extracted serum proteins altered the MP values, presumably by making available functional groups which are covered up or occupied in the natural state. Microradiograms indicate regions of especially concentrated radiopaque mineral deposition in the vicinity of all chondrocyte nuclei and in a narrow region of cartilage immediately adjacent to the newly formed bone.

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Zusammenfassung Die scharfe Trennung zwischen Knorpel und Knochen des verknöchernden Kalbsschulterblattes macht es möglich, praktisch unbegrenzte Mengen von Knorpel und Knochen in jeglicher gewünschten Zone des Umwandlungsprozesses zu erhalten. Die Mukopolysaccharide (MPS) aller Zonen bestanden hauptsächlich aus den Galaktosaminoglykanen Chondroitinsulfat A und C. Die höchste Konzentration an MPS und Mucoproteinen (MP) wurde in der 2 mm weiten Knorpelzone gefunden, die direkt an den Knochen angrenzt. Zuverlässige Unterschiede zwischen den Knorpelzonen konnten in der Quantität und im Charakter der extrahierten Mucoproteine festgestellt werden. Es läßt sich eine Zunahme der Äquivalentgewichte und eine Abnahme an austauschbaren Sulfatgruppen in Richtung der Knorpel-Knochen-Verbindungszone nachweisen. Die Entfernung der mitextrahierten Serumproteine verschiebt die Mucoproteinwerte, wahrscheinlich durch die Freilegung reaktionsfähiger Gruppen, die unter natürlichen Bedingungen entweder maskiert oder abgesättigt erscheinen. Mikroradiogramme zeigen besonders strahlenundurchlässige Zonen, die in der Nähe aller Chondrocytenkerne und in einer engen Knorpelzone unmittelbar neben neu entstandenem Knochen liegen.

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Résumé Au niveau de la clavicule de veau, en voie d'ossification, la démarcation nette entre le cartilage et l'os permet de prélever d'importantes quantités de cartilage et d'os, à n'importe quel stade de transformation. Les mucopolysccharides (MPS) de toutes les zones sont constitués principalement de galactosaminoglycances de type chondroitine sulfate A et C. La concentration la plus élevée en MPS et mucoprotéines (MP) s'observe au niveau de la zone cartilagineuse, large de 2 mm, et adjacente à l'os. Des différences significatives entre les zones cartilagineuses existent en ce qui concerne la quantité et la nature des MP extraites, avec une augmentation en poids équivalent et une diminution en sulfate échangeable vers la jonction ostéo-cartilagineuse. L'élimination de protéines sériques, extraites simultanément, altère les valeurs en MP, probablement en libérant des groupes fonctionnels normalement recouverts ou liés. Des microradiographies montrent des régions de dépôts minéraux particulièrement denses au voisinage des noyaux de tous les chondrocytes et dans une mince bande de cartilage immédiatment adjacente à l'os nouvellement formé.

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Work supported by the U. S. Atomic Energy Commission and U.S. Public Health Service Grant AM 09132.     

Intestinal calcium binding protein in uremia

Summary In order to assess the usefulness of intestinal biopsies as indicators of end-organ responsiveness to vitamin D in uremic patients, calcium binding activity and calcium binding protein (CaBP) content were measured in intestinal biopsies from 12 uremic patients (glomerular filtration rate<5.0 ml/min) and 12 adult controls. Values for both were found to vary with the site of biopsy, highest values being obtained in the duodenal bulb, with lower values distally. Values for activity correlated with values for CaBP content in both normals and uremics and no difference was observed between groups. Levels of calcium binding activity and content of CaBP did not correlate with serum immunoreactive parathormone levels, but were directly related to circulating 25-hydroxycholecalciferol (25-OHD) levels. The data show that intestinal CaBP is normal in activity, quantity, and affinity for calcium in malabsorbing uremic patients, and are consistent with the hypothesis that calcium malabsorption in uremia is unrelated to deficiency of intestinal calcium binding protein.     

Ultrastructural observations on early cartilage calcification the use of chromium sulphate in decalcification

A solution of chromium sulphate was used as a combined fixative, stain and demineralizing agent for the ultrastructural study of mineralizing cartilage. This technique revealed the presence of an organic crystal ghost associated with each crystallite. The effectiveness of chromium sulphate as a demineralizing agent is discussed.

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Zusammenfassung Bei Ultrastrukturuntersuchungen von mineralisierendem Knorpel wurde eine Chromsulfatlösung als Agens zur kombinierten Fixation, Färbung und Demineralisierung verwendet. Diese Technik zeigte das Vorhandensein eines organischen Kristallschattens, der jedem Kriställchen zugehört. Die Tauglichkeit von Chromsulfat als demineralisierendes Agens wird besprochen.

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Résumé Une solution de sulfate de chrome est utilisée à la fois comme fixateur, colorant et agent de déminéralisation pour l'étude ultrastructurale de cartilage, en voie de minéralisation. Cette technique permet de mettre en évidence un fantôme cristallin organique, en rapport avec chaque cristal. L'intérêt du sulfate de chrome comme agent de déminéralisation est souligné.

     

Some features of the binding of calcium ions to elastin

The binding of calcium ions to purified elastin was shown to be dependent on pH and the Ca²⁺ concentration of the medium; such binding occurs only above pH 5.5 and it increases with increasing pH. These data may be explained by assuming electrostatic interaction between Ca²⁺ and ionised groups of the organic matrix, probably carboxyl-and amino-groups located in some polar areas along with hydrophobic structure of the elastin macromolecule. No binding of phosphate was observed at physiological pH.

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Zusammenfassung Es wurde gezeigt, daß die Bindung von Calciumionen an gereinigtes Elastin vom pH und von der Ca²⁺-Konzentration des Mediums abhängig ist; eine solche Bindung findet nur bei einem pH über 5,5 statt und nimmt bei steigendem pH zu. Diese Feststellung kann durch die Annahme erklärt werden, daß eine elektrostatische Wechselwirkung vorliegt zwischen Ca²⁺ und den ionisierten Gruppen der organischen Matrix, vermutlich Carboxyl- und Aminogruppen, welche an einigen polaren Stellen auftreten, verbunden mit der hydrophoben Struktur des Elastinmakromoleküls. Bei einem physiologischen pH konnte keine Phosphat-bindung beobachtet werden.

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Résumé La fixation d'ions calcium sur de l'élastine purifiée dépend du pH et de la concentration du milieu en Ca²⁺. Une telle fixation ne s'observe qu'au dessus de pH 5,5 et augmente avec l'élévation du pH. Ces résultats peuvent s'expliquer en admettant une interaction électrostatique entre Ca²⁺ et des groupements ionisés de la matrice organique, probablement des groupes carboxyles et aminés, situés dans certaines régions polaires, ainsi qu'à la structure hydrophobique de la macromolécule d'élastine. Aucune fixation de phosphate n'est observée à pH physiologique.

     

鼻中隔前端、中隔前颌韧带和鼻前棘复合体切除对兔面中部生长发育的影响

为探讨手术切除兔鼻中隔软骨前端、中隔前颌韧带和鼻前棘复合体后对面中部生长发育的影响,用20只2周龄日本大耳白兔,分为实验组,手术切除上述复合体;对照组,只切开不切除。术后2,8,14,20,28周时摄头颅侧位片,分别测量上颌骨长度和高度,鼻骨长度和面角变化情况。结果经统计学处理差异均无显著意义。提示胚胎期鼻中隔软骨通过中隔前颌韧带的传导作用,对面中部生长发育起重要作用,但出生后,这种作用即不明显,仅起机械性支持作用。因此早期矫正唇裂鼻畸形不致影响面中部正常发育。     

Characterization of developing antler cartilage matrix

Biopsy samples of the main beams and tines were obtained from the antlers of mature Rocky Mountain mule deer (Odocoileus hemionus hemionus) during the rapid phase of the antler growth cycle. The samples were studied using histochemical and enzymatic techniques for the demonstration of mucosubstances. The reserve mesenchyme contained chondroitin 4- and 6-sulfates, hyaluronic acid and sialic acid. During prechondroblastic and chondroblastic differentiation, some strongly sulfated mucopolysaccharides were complemented by low molecular weight or incompletely sulfated chondroitin 4- and 6-sulfates. During maturation of the cartilage strongly anionic mucopolysaccharides (possibly heparin, keratan and/or dermatan sulfates) were present in the general matrix and especially prominent along the capsular margins. Calcification foci, beginning initially in the mid-trabecular regions and eventually extending to the trabecular margins, were highly reactive for mucosubstances and were enzyme-resistant. This histochemical study establishes the cartilaginous nature of the developing deer antler, defines some of the mucosubstance constituents involved in the chondrogenic and calcification process, and confirms the utility of the antler as a model for chondrogenic and calcification studies.     

Ultramicroanalysis of pH,P_{CO_2 } and carbonic anhydrase activity at calcifying sites in cartilage

The mechanism by which (HCO ₃ ^– ) is elevated in extracellular cartilage fluids (C_fl) of rat tibial growth plates was investigated. Inin vitro studies, the pH- curves in a synthetic lymph were not detectably altered by proteinpolysaccharides or by a cationic protein. Also, (HCO ₃ ^– ) in C_fl aspirated from isolated incubates of growth cartilage decreased rapidly as a function of time. Results of both of these experiments mitigated against a role for cartilage secretions as the cause of blood-C_fl (HCO ₃ ^– ) gradientsin vivo. Acetazolamide administered to ratsin vivo reduced the blood-C_fl (HCO ₃ ^– ) gradient to an undetectable level. This effect could not be attributed to systemic acidosis produced by acetazolamide since control rats with a similar degree of systemic acidosis resulting from NH₄Cl treatment, maintained a substantial blood-C_fl (HCO ₃ ^– ) gradient. The distribution of carbonic anhydrase activity in epiphyseal and metaphyseal tissues of similar rats was determined by microassay. Enzymatic activity was not detected in cartilage samples, but was found in significant amounts in adjacent structures.This carbonic anhydrase activity measured in adjacent structures was hypothesized to represent sites of HCO ₃ ^– secretion. The possible involvement in HCO ₃ ^– secretion of epiphyseal or metaphyseal capillaries and bone cells is discussed.

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Zusammenfassung Der mechanismus, durch welchen (HCO ₃ ^– ) in extrazellulären Knorpelflüssigkeiten (_fl) der Wachstumsplatten von Rattentibiae erhöht ist, wurde untersucht. Beiin vitro Versuchen mit einer synthetischen Lymphe waren die pH- Kurven weder durch Proteinpolysaccharide noch durch kationisches Protein nachweisbar verändert. In C_fl, welche aus isolierten Inkubaten von Wachstumsknorpel entnommen wurden, nahm (HCO ₃ ^– ) in Funktion der Zeit ebenfalls rasch ab. Die Resultate beider Experimente sprechen dagegen, daß die Knorpelsekretein vivo als Ursache der Blut-C_fl (HCO ₃ ^– )- Gradienten in Betracht kommen. Acetazolamid, das Ratten verabreicht wurde, erniedrigte den Blut-C_fl (HCO ₃ ^– )-Gradienten auf ein nicht mehr nachweisbares Niveau. Dieser Effekt konnte nicht einer durch Acetazolamid hervorgerufenen generalisierten Acidose zugeschrieben, werden, da Kontrollratten mit einem ähnlichen Grad von generalisierter Acidose, welche von einer NH₄Cl-Behandlung herrührte, einen ansehnlichen Blut-C_fl (HCO ₃ ^– )-Gradienten aufrechterhielten. Die Verteilung der Kohlensäureanhydrase-Aktivität in epiphysären und metaphysären Geweben von gleichartigen Ratten wurde durch Mikroanalyse bestimmt. Eine enzymatische Aktivität konnte in den Knorpelproben nicht nachgewiesen werden, wurde jedoch in signifikanten Mengen in den angrenzenden Geweben gefunden. Es wurde die Hypothese aufgestellt, daß die Stellen, wo diese Kohlensäureanhydrase-Aktivität in angrenzenden Geweben gemessen wurde, den Sekretionsstellen von HCO ₃ ^– entspricht. Die mögliche Beteiligung von epiphysären und metaphysären Capillargefäßen und von Knochenzellen an, der HCO ₃ ^– -Sekretion wird diskutiert.

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Résumé Le mécanisme de l'élévation du (HCO ₃ ^– ) dans les liquides extracellulaires du cartilage (C_fl) a été étudié au niveau, de métaphyses tibiales de Rat. Au cours d'étudesin vitro, les courbes pH- dans une lymphe synthétique ne sont pas modifiées de façon nette par des protéines-polysaccharides ou par une protéine cationique. (HCO ₃ ^– ) de C_fl, aspiré à partir de pièces métaphysaires, incubées isolément, décroit rapidement en fonction du temps. Les résultats de ces deux expériences semblent infirmer un rôle des sécrétions cartilagineuses comme cause de gradients sang— C_fl (HCO ₃ ^– ) in vivo. L'acétazolamide, administré à des ratsin vivo, réduit le gradient sang —C_fl (HCO ₃ ^– ) jusqu'à, un seuil non dosable. Cette action ne peut être attribuée à l'acidose généralisée, produite par l'acétazolamide, étant donné que les rats témoins, ayant une acidose généralisée similaire, provoquée par un traitement à NH₄Cl, présentent un gradient sang —C_fl (HCO ₃ ^– ) net. La répartition de l'activité en anhydrase carbonique dans les tissus épiphysaires et métaphysaires de rats identiques est déterminée par micro-analyse. L'activité enzymatique n'est pas détectée dans des échantillons cartilagineux, mais est retrouvée, de façon significative, dans les structures adjacentes.L'activité en anhydrase carbonique, mesurée dans les structures adjacentes, est considérée comme les lieux de sécrétion d'HCO ₃ ^– . Le rôle éventuel des capillaires épiphysaires et métaphysaires et des cellules osseuses dans la sécrétion d'HCO ₃ ^– , est envisagé.

     

The lipids of matrix vesicles from bovine fetal epiphyseal cartilage

Matrix vesicles are extracellular, membrane-bounded particles which are abundant in the matrix of calcifying cartilage and which are morphologically related to the deposition of mineral in this tissue. The matrix vesicles and cells of the epiphyses of the long bones of fetal calves were liberated by digestion with collagenase and separated by differential centrifugation. Vesicle preparations were found to be lipid-rich and to contain significantly more sphingomyelin and phosphatidyl serine than cellular fractions. The ratio, moles cholesterol to moles total phospholipid, was higher in vesicles than in cells, a finding which is consistent with vesicles having their origins in the plasma membranes of the chondrocytes.This work was supported by United States Public Health Service grant No. CA-10052 and by a grant from the Arthritis Foundation, Inc., New Yorker Chapter.     

Proteolipid-lipid relationships in normal and vitamin D-deficient chick cartilage

Summary Previous studies have shown thatin vitro calcification of chick epiphyseal cartilage matrix vesicles is proteolipid-dependent. The purpose of this research is to examine the role of proteolipid in cartilage calcificationin vivo by comparing the proteolipid concentration of normal and vitamin D-deficient chick epiphyseal cartilage, the relationship of proteolipid to other tissue lipids, and its ability to supportin vitro apatite formation. Proteolipid was isolated from the upper growth centers (reserve cell zone, upper proliferative zone) and lower growth centers (lower proliferative, hypertrophic, and calcified cartilage zones) of long-bone epiphyses from 3-week-old normal and rachitic male white leghorn chicks by Sephadex LH-20 chromatography of the crude phospholipid component of the total lipid extract. In both normal and rachitic tissue the proteolipid/dry weight and proteolipid/total lipid ratios were greater in the lower growth center than in the upper zones. No statistically significant change in the proteolipid/total lipid ratio in rachitic tissues relative to comparable cell zones in normal cartilages was observed. However, there was an increase in the nonproteolipid phospholipid content of rachitic tissues, altering the relative proteolipid/phospholipid composition. Whereas proteolipids from normal tissue supportedin vitro calcification, proteolipids from rachitic tissues did not, indicating a direct effect of vitamin D on proteolipid structure. These data support the hypothesis that failure of rachitic cartilage to calcifyin vivo may be due in part to alterations in phospholipid and proteolipid metabolism.     

鼻中隔软骨在鼻尖整形中的应用

目的：探讨在鼻尖圆钝或低平整形中应用鼻中隔软骨的手术方法及效果。方法：本组35例患者均采用“开放式”切口。根据鼻尖情况,修剪过多软组织,切取鼻中隔软骨,构建鼻尖及鼻小柱软骨支架,以重塑鼻尖形态。结果：自2005年以来,用上述方法整复35例患者,经6个月～2年随访,除6例单纯行鼻尖圆钝整形的患者感鼻尖较低外,其余29例均感满意,效果稳定。结论：在鼻尖圆钝或低平整形中应用鼻中隔软骨可取得良好效果。     

Matrix vesicles and focal proteoglycan aggregates are the nucleation sites revealed by the lanthanum incubation method: A correlated study on the hypertrophic zone of the rat epiphyseal cartilage

Correlated studies were performed with light and electron microscopy, and backscattered electron image in conjunction with X-ray microanalysis, of lanthanum-incubated epiphyseal cartilage of the young rat. The hallmark of this procedure is the appearance of LaP electrondense deposits (not present in control sections) in precise sites of the hypertrophic zone. The ultrastructural study revealed a dual nature of these sites: “dense matrix vesicles” and “focal filament aggregates.” The dense matrix vesicles are a specific type of matrix vesicle with the intrinsic capacity of precipitating LaP mineral, as soon as they originate from the hypertrophic chondrocytes. Furthermore, the matrix vesicles were found to be heterogeneous because lanthanum-devoid, “light matrix vesicles” were also present. The focal filament aggregates, which were not recognized in unstained sections and in controls, are apparently focal concentrations of proteoglycans with high lanthanum binding capacity, although the presence in them of other components (e.g., type X collagen, C-propeptide of type II collagen) cannot be excluded. They were in close connection with the light matrix vesicles in the upper hypertrophic zone, and were loaded with a variable quantity of LaP irregular electron-dense deposits in the lower hypertrophic zone. These irregular deposits are similar to, but distinct from, calcification nodules. The lanthanum incubation method indirectly detects the matrix Ca-binding components (which bind La ions), and the calcification initiation sites (which precipitate a LaP-mineral phase). A sequence is proposed of successive steps of LaP nucleation within the focal filament aggregates, which possibly mimics calcium phosphate deposition. Such a sequence seems to require the participation not only of dense matrix vesicles, but also of the filamentous components of the focal aggregates, possibly together with the activity of alkaline phosphatase.     

A zonal analysis of inorganic and organic constituents of the epiphysis during endochondral calcification

A dissection procedure has been devised to permit zonal analysis of the epiphyseal plate of fetal calf leg bones. Samples of whole and washed tissue from the various zones were analyzed for their content of electrolyte and organic constituents, as well as for density, ash and moisture.Results showed that as ash content and density increased, water content decreased. Ash levels in calcifying cartilage zones were unexpectedly high. When expressed as a percentage of dry weight, washed calcified cartilage had the highest content of any zone. In the early stages of the mineralization of cartilage, Na content (mmoles/l of fresh tissue) decreased as Ca and inorganic P increased. Magnesium levels increased as calcification proceeded, but only at a fraction of the rate of Ca and P. Ratios of Ca/inorganic P were highest in resting cartilage (non-differentiated hyaline cartilage), suggesting an initial binding of Ca to chondromucoproteins. However, at the onset of calcification in proliferating cartilage, Ca/P ratios were much lower (ca. 1.50), but gradually increased with advancing mineralization.Marked changes occurred in the composition of the organic phase during endochondral calcification. As determined by hydroxyproline analysis, collagen content progressively decreased during cartilaginous calcification, but increased rapidly during bone formation. As determined by hexosamine and sulfur analysis, chondromucoproteins were at highest levels in proliferating cartilage and decreased steadily as calcification increased. However, although calcification was already well advanced in hypertrophic cartilage, large amounts of mucopolysaccharide still were present. Sulfur/hexosamine ratios showed a slight decline during the early stages of calcification, but increased markedly with further mineralization. Sialic acid levels were elevated in epiphyseal cartilage over those in resting cartilage or bone. Lipids increased rapidly during cartilaginous calcification, but were greatly reduced in fully-formed bone. The significance of these findings is discussed.

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Zusammenfassung Eine Seziermethode, die eine Schichten-Analyse der Beinepiphysenplatte von Rinderfeten erlaubt, wurde entwickelt. Proben vor und nach Waschen des Gewebes der verschiedenen Schichten werden untersucht in bezug auf Elektrolyte und organische Bestandteile, als auch in bezug auf Dichte, Aschengehalt und Feuchtigkeit.Die Resultate zeigten eine Zunahme des Aschengehaltes und der Dichte, während der Wassergehalt abnahm. Unerwartet hoch waren die Aschenwerte im in Verkalkung begriffenen Knorpel. Ausgedrückt in Prozent Trockengewicht, ergab gewaschener, verkalkter Knorpel den höchsten Wert aller Zonen. In den Frühstadien der Knorpelmineralisation nahm der Natriumgehalt (m Mol/l Frischgewebe) ab, während Ca und anorganischer P zunahmen. Mit fortschreitender Verkalkung erhöhte sich auch der Magnesium-Spiegel, allerdings nur zu einem Bruchteil des Ausmaßes, in welchem Ca und P zunahmen. Die höchsten Ca/P anorg. Verhältnisse wurden im Ruheknorpel (undifferenzierter hyaliner Knorpel) gefunden, was auf eine initiale Bindung von Ca durch Chondromucoproteine hinweist. Die Ca/P-Verhältnisse proliferierenden Knorpels waren jedoch bei Verkalkungsbeginn viel tiefer (ca. 1.50). Diese nahmen allerdings mit fortschreitender Mineralisierung stetig zu.In der endochondralen Verkalkungsphase fanden markante Veränderungen in der Zusammensetzung des organischen Anteils statt. Basierend auf der Hydroxyprolinanalyse nahm der Collagengehalt in der knorpeligen Verkalkungsperiode fortschreitend ab, während er jedoch bei der Knochenbildung rasch zunahm. Die an Hand von Hexosamin- und Schwefelanalysen bestimmten Chondromucoproteingehalte ergaben Höchstwerte im proliferierenden Knorpel und fielen stetig ab mit zunehmender Verkalkung. Trotz der im hypertrophischen Knorpel schon weit fortgeschrittenen Verkalkung waren immer noch große Mengen an Mucopolysacchariden vorhanden. Die Schwefel/Hexosamin-Verhältnisse zeigten eine minimale Abnahme in den frühen Verkalkungsphasen, nahmen jedoch markant zu bei fortschreitender Mineralisation. Der Sialinsäurespiegel war im Epiphysenknorpel, verglichen mit demjenigen des Ruheknorpels oder Knochens, erhöht. In der knorpeligen Verkalkungsphase nahmen die Lipide rasch zu, während jedoch die Werte des vollständig ausgebildeten Knochens stark vermindert waren. Die Bedeutung dieser Ergebnisse wird besprochen.

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Résumé Un procédé de dissection a été mis au point pour permettre l'analyse zonale du cartilage de l'épiphyse des os de la jambe d'un foetus bovin. Des échantillons de tissu complet et lavé venant des différentes zones ont été analysés pour déterminer leur contenu en électrolyte et en constituants organiques, ainsi que pour leur densité, cendres et humidité.Les résultats ont montré que lorsque la quantité de cendres et la densité augmentaient, l'eau contenu dans le tissu diminuait. Les quantités de cendres dans les zones de cartilage en voie de calcification étaient plus grandes qu'il avait été. Quand elles étaient exprimées comme un pourcentage du poids sec, elles étaient les plus importantes dans le cartilage lavé calcifié que dans le autre zones. Au début de la minéralisation du cartilage, la quantité de Na (m moles/l de tissu frais) diminuait tandis que celles du Ca et du P inorganique augmentaient. Les niveaux de Mg augmentaient pendant que la calcification se poursuivait, mais seulement à une faction du taux du Ca et du P. Les rapports Ca/P inorganique étaient les plus grands dans le cartilage au repos (Cartilage non-différentié hyalin), suggérant un lien initiale entre Ca et les chrondromucoprotéines. Cependant, au début de la calcification, pendant la prolifération du cartilage les rapports Ca/P étaient beaucoup plus petits (ca. 1.50) mais augmentaient graduellement avec l'advancement de la minéralisation.Des changements importants survenaient dans la composition de la phase organique, pendant la calcification endochondrale. Comme il a été déterminé par l'analyse de l'hydroxyproline la quantité de collagéne diminuait progressivement pendant la calcification du cartilage, mais augmentait rapidement pendant la formation d'os. Comme il a été déterminé par l'analyse de l'héxosamine et du sulfute les chrondromucoprotéines étaient aux niveaux les plus éléves pendant la prolifération du cartilage et diminuaient constamment au cours de la calcification. Cependant, bien que la calcification était déja très avancée dans le cartilage hypertrophique, de grandes quantites de mucopolysaccharides étaient encore présentes. Les rapports sulfure/hhéxosamine montraient un léger déclin pendant les premiéres étapes de la calcification, mais augmentaient beaucoup pendant le cours de la minéralisation. Les quantités d'acide sialique étaient plus grandes dans le cartilage de l'épiphyse que dans le cartilage au repos ou dans l'os. Les lipides augmentaient rapidement pendant la calcification du cartilage, mais étaient très réduites dans l'os complètement formé. La signification de ces résultats est discutée.

     

A comparative study of alkaline phosphatase in calcifying cartilage,odontoblasts and the enamel organ

The enzyme alkaline phosphatase (AP) (EC 3.1.3.1) in three different calcification areas was studied by means of a spectrophotometric micro method using p-nitrophenylphosphate as a substrate. Rat maxillary incisor odontoblasts and enamel organ from the zones of matrix formation and maturation and tissue from rabbit metatarsal cartilage were allowed to react with the substrate in glycine-NaOH buffer at room temperature. The reaction was found to be linear for a minimum of 20 min. The pH optima for AP from these tissues were in the pH range of 10.0–10.3. In order to compare AP from the four calcification areas different parameters were studied. Heating at 56°C or 60°C for varying times revealed that the enzymes were almost completely inactivated after 10 min. Mg²⁺ ions activated the enzymes by about 25% at concentrations of 2.5 mM (enamel organ 1.25 mM); while only higher concentrations of Mg²⁺ had an inactivating effect, Ca²⁺ and PO ₄ ^3– ions were inactivating at varying concentrations. F^– ions show no effect on AP activity at concentrations below 250 mM (enamel organ 125 mM) but caused inactivation of the enzymes at about 50% at 1 M. EDTA was found to be a very effective AP inactivator at concentrations above 0.06 mM, whereas urea did not noticeably affect the enzyme reactions at concentrations below 1 M. At higher concentrations, inactivation was observed. In order to determine AP localization in the epiphyseal plate successive 40-m-thick, freeze-sectioned slices were analyzed. The activity was highest nearest the zone of cartilage calcification and decreased towards the reserve cell zone.It was concluded that the same AP isoenzyme is present in these quite different calcification loci.     

鼻中隔矫正治疗鼻中隔偏曲伴变应性鼻炎疗效观察

目的:探讨鼻中隔矫正治疗鼻中隔偏曲伴变应性鼻炎的临床治疗效果。方法:选取2009年4月份到2010年5月份来我院治疗的鼻中隔偏曲伴变应性鼻炎的患者65名,随机分为观察组32名和对照组33名,观察组按照经典的手术步骤行鼻中隔粘膜下矫正术,对照组常规运用激素以及抗过敏药物治疗。结果:观察组的治疗效果为87.5%,对照组的治疗效果为63.3%,两组对比差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:鼻中隔矫正手术对合并鼻中隔偏曲的伴变应性鼻炎效果明显,值得临床进一步发展。     

鼻中隔前端、中隔前颌韧带和鼻前棘复合体切除对兔面中部生长发育的影响

为探讨手术切除兔鼻中隔软骨前端、中隔前颌韧带和鼻前棘复合体后对面中部生长发育的影响，用２０只２周龄日本大耳白兔，分为实验组，手术切除上述复合体；对照组，只切开不切除。术后２，８，１４，２０，２８周时摄头颅侧位片，分别测量上颌骨长度和高度，鼻骨长度和面角变化情况。结果经统计学处理差异均无显著意义。提示胚胎期鼻中隔软骨通过中隔前颌韧带的传导作用，对面中部生长发育起重要作用，但出生后，这种作用即不明显，仅起机械性支持作用。因此早期矫正唇裂鼻畸形不致影响面中部正常发育。     

鼻尖上旋畸形的整形治疗

目的 探讨鼻整形术中鼻尖上旋畸形的安全有效矫正方法.方法 11例原发性鼻尖上旋畸形及5例继发性鼻尖上旋畸形均采用自体耳软骨移植或与多孔高密度聚乙烯(Medpor)置入相结合的方法,重建鼻下部的支撑结构,使鼻尖获得足够的向前下方的支撑力,增加鼻尖高度及纠正鼻尖上旋,同时行"盾牌状"、"帽状"移植,以进一步上旋及突出鼻尖的形态,对于鼻尖过低者结合应用穹窿部垂直切断术.结果 16例受术者术后形态满意,鼻尖上旋纠正,鼻唇角基本正常,随访6个月至1年,鼻尖部形态稳定,无并发症发生.结论 鼻尖上旋畸形的纠正需要强有力的向前与向下方的支撑力,需要重建鼻下部的支撑结构,才能得到安全与有效的矫正,适量的软骨移植可进一步提高矫治效果.     

Changes in interaction of bovine dentin phosphophoryn with calcium and Hydroxyapatite by chemical modifications

Summary Dentin phosphophoryn was found to lose its precipitability with calcium ion when dephosphorylated or carboxylate-blocked, whereas precipitation of the intact protein was induced at calcium concentration as low as 2 mM. On the other hand, the adsorption capacity of phosphophoryn onto the hydroxyapatite surface increased when acidic groups were diminished by the above modifications.