体外冲击波刺激成骨作用对骨不连间隙的影响

目的:观察有刺激成骨作用的体外冲击波对新西兰大白兔骨不连模型的治疗效果。方法:实验于2003-10/2004-10在广西壮族自治区实验动物中心、广西医科大学医学实验动物中心完成。选用清洁级(二级)雌性新西兰大白兔16只,体质量3.0～3.5kg,兔龄五六个月,每只动物右前肢桡骨为实验肢,左前肢桡骨为对照肢。无菌操作麻醉下截除双侧桡骨中段1cm,缝合伤口,3个月后摄X线片证实骨不连模型形成。麻醉下采用德国多尼尔小王子体外冲击波碎石机对新西兰大白兔实验肢骨不连进行治疗,冲击波焦点能量为0.5mJ/mm2,频率为70～80次/min,冲击量为800次,焦点聚焦范围为1.5cm2,在透视下调整冲击焦点,分别对骨折远、近端边缘进行冲击。对照肢不作任何治疗。采用数码成像X射线机分别于冲击波治疗前及治疗后第3天,第2,4,6,8,12周摄实验肢和对照肢前肢正位X射线片,在计算机上精确测量治疗前后骨折间隙的宽度;同时各处死动物1只,取骨折间隙组织进行光学检查,选择第2,6,8周组织作电镜检查。比较实验肢和对照肢以及治疗前后骨折间隙的变化,观察光镜-成骨细胞、骨小梁的数量和排列的形成及电镜-成骨细胞的有丝分裂,线粒体等细胞器的活跃程度。结果:①X线片检测:实验肢4周后可见骨折间隙密度增高,呈云雾状,间隙缩小。12周后,骨折间隙基本骨性连接,骨纹理出现较规律的纵向排列,髓腔开始再通。对照肢织无明显变化。②组织光学及电镜检查显示:实验肢第3天光镜下可见活跃的圆形或类圆形成骨细胞,间隙两端见大量的微小碎骨屑。第2周见大量的活跃的成骨细胞、成纤维细胞和间充质细胞,形成骨样组织,软骨细胞增生活跃。电镜下可见有丝分裂,胞质内见较多的线粒体、高尔基体、粗面内质网。第6～8周时成骨细胞继续活跃成骨,骨样组织逐渐骨化,纤维组织逐渐转化成软骨组织,并出现钙化和骨化;电镜下可见大量成熟的骨细胞形成,细胞器消失。第12周见大量新生骨小梁,排列规则、致密,形成成熟的骨结构。对照肢各时间度所取骨折间隙组织无明显变化,未见成骨细胞,可见慢性炎症浸润、纤维结缔组织增生。③冲击波治疗前后动物模型骨不连间隙的变化:实验肢骨折间隙变化治疗前与第4,6,8,12周比较差异显著(6.02±2.11),(7.05±1.91),(7.35±1.24),(7.51±1.57),(8.62±1.48)mm;t=2.561,3.543,3.922,5.659,P<0.05～0.001];实验肢与对照肢治疗后第4,6,8,12周比较差异显著(6.36±1.89),(6.42±2.02),(6.40±2.12),(6.51±2.31)mm;t=2.376,2.531,3.744,5.126,P<0.05]。结论:实验肢经冲击波治疗后骨不连间隙成骨活跃,不同时段摄X线片显示骨折逐渐达骨性愈合,说明体外冲击波是一种治疗骨不连创伤小、效果确切的方法。

Effect of extracorporeal shock wave stimulated osteogenesis on nonunion