中国矫形外科杂志 2003年4月第11卷第8期 OrthopJChin,Vol.11,No.8April2003・547・
・实验研究・
β骨痂中转化生长因子21的基因表达
和延迟手术中骨痂植骨的研究
裴宪武 张建明 杨敏杰3 宋红星3 王德利3
β 摘 要 目的:通过测定骨痂中的组织学内容和转化生长因子21的含量来了解延迟手术中骨折端周围骨痂组织的再利用价值。方法:在手术中取少许骨痂组织,采用不脱钙的骨痂组织做冰冻切片,采用非同位素Dig标记原位杂交,观
β对延迟手术的病人分别采用单纯骨痂植骨、髂骨植骨、骨痂加髂骨植骨,随访察转化生长因子21在骨痂中的基因表达。β观察。结果:骨折后第2周,有少量纤维骨痂,软骨骨痂较多,TGF21在软骨小岛内的软骨细胞中高表达。骨折后4周β左右TGF2骨痂、成骨细胞、骨小梁1在成骨细胞内表达显著。8周左右大量骨痂生长,并以软骨化骨为主,成纤维细胞、ββ越来越多,术后6周TGF21在各种细胞内的表达消失,但随着骨重建过程增强,8周时骨基质中TGF21表达又有增高
β趋势。不同的植骨方式在愈合时间上没有显著性差异。结论:TGF21在骨愈合的平衡中发挥重要作用,不同阶段骨痂β的组织变化和TGF21量的变化有着必然的联系,骨痂是机体修复和重建的产物,作者认为骨痂植骨再利用是一种可行的方法。对需要植骨的病人可减少其痛苦和损伤。
β原位杂交; 基因表达; 骨痂植骨关键词 转化生长因子21;
中图分类号 R687 文献标识码 A 文章编号 1005-8478(2003)08-0547-02
βStudyoftheFractureCallusGraftandTransformingGrowthFactor2eneExpressiononFractureCallus∥PEIXian21G
wu,ZHANGJian2ming,YANGMin2jie,etal.DepartmentofOrthopedics,TaizhouCityCentralHospital,Taizhou318000
ββAbstract Objective:ToinvestegatetheexpressionofTransformingGrowthFactor21(TGF21)infracturecallus,analyzeβtheroleofTGF21infracturehealing,andtoproveitisfeasiblethatfracturecallusgraftingasdonor.Methods:Insitelocaliza2βtionofTGF21geneexpressionwasperformedinthefracturecallus,andthepatientsofdelayoperationweretreatedwithgraft2
ingofilium,fracturecallusoriliumplusfracturecallus.Toobservetheresultoftheirhealingterm.Results:Thereweredifferent
βextentTGF21geneexpressioninthedifferenttermbyinsituhybridization,butfracturehealingtimehavenodifferenceevi2βdentlyinthevariousgroup.Conclusion:TGF2portantoutcomeinthefrac21playsanimportantrole,andfracturecallusisanim
turehealing.Fracturecallusgraftingcanbeappliedasdonorinthedelayedunioncase.
βKeywords TransformingGrowthFactor2Insituhybridization; GeneExpression; Fracturecallusgrafting1;
在临床上一些延迟手术的治疗中,常发现在骨折端周围有一些骨痂组织,如果将其去除,骨折端比较难完全吻合,或多或少地有一些骨缺损,推测这些骨痂组织是人体在修复过程中的产物,应该是有益的,所以,笔者将这些骨痂做了组织学分析,和冰冻切片的原位杂交,观察其组织学内容和转化生β长因子21的含量,并做为供骨植于骨折端,来了解骨痂植骨在骨折愈合中的作用。
岁,平均27.3岁。手术延迟的原因:(1)3例术后钢板松动,出现骨折成角和移位畸形,移位>1/3,成角>15°。(2)39例受伤后软组织损伤较重,不适合手术的病人。(3)2例患者年龄较大,行骨牵引而过牵者,牵引6周而有骨折端异常活动者。部位:股骨21例,胫骨23例。植骨方式及手术延迟时间:单纯骨痂植骨15例,平均32d(21～60d);髂骨植骨10例,平均31d
(13～51d);骨痂加髂骨植骨19例,平均30d(18～61d)。其中
1 临床资料
1.1 一般资料 本组44例,男35例,女9例,年龄12～51作者单位:浙江省台州市中心医院骨科, 318000
3西安交通大学第一医院骨科,西安市 710061
作者简介:裴宪武(19622),男,吉林松原市人,主治医师,硕士。研究
方向:脊柱外科,骨创伤。电话:(0576)8526161。E2mail:peixi2
anwu@hotmail.com
超过45d的4例。
1.2 植骨方法 44例患者均行手术切开复位内固定,20例采
用加压钢板,23例采用开放带锁髓内钉内固定,1例采用“T”型钢板内固定。手术将骨断端清理后,在骨折牢固固定的同时,再将原骨痂植于骨缺损处及周围。
1.3 方法 在手术中取少许骨痂组织,采用不脱钙的骨痂组
β织冰冻切片。TGF221寡核苷酸探针的序列:CTTGCTG
TACTGTGTGTCCAA,由DNA合成仪合成。标记采用
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BoehringerMannheim公司Dig标记试剂盒,方法参照试剂盒所
附说明,再采用非同位素Dig标记原位杂交,杂交及显色检测均采用BoehringerMannheim公司Dig标记检测试剂盒,方法参照试剂盒所附说明及有关文献,测试对照设立:(1)杂交液中不加标记探针;(2)杂交前以Rnase处理切片。
1.4 术后评价 术后不同时期(2、4、6、8、12周)使用富士计
算机系统(CR),它使普通X线胶片数字化,通过测量骨痂的密度来评价骨的愈合程度。
1.5 统计方法 用SPSS医学软件包进行统计学方差分析,P>0.05为没有显著性差异。
2 结 果
2.1 骨折后第2周所取的标本,有少量纤维骨痂,软骨骨痂较
多,并有少部分软骨细胞趋向肥大,TGF2β1在软骨小岛内的软骨细胞中高表达。骨折后4周左右骨痂出现,TGF2β1在成骨细胞内表达显著。8周左右大量骨痂生长,8周时以软骨化骨为主,随着时间的延长,成纤维细胞、骨痂、成骨细胞、骨小梁越来越多,术后6周TGF2β1在各种细胞内的表达消失,但随着骨重建过程增强,8周时骨基质染色变深,TGF2β1分泌又有增高趋势。
2.2 本组44例,经1～4年随访,平均90周,平均骨折愈合时
间为14周,无切口感染,无骨折不愈合。平均拆除内固定时间为术后70周。不同的植骨方式在愈合时间上没有显著性差异。
3 讨 论
在骨折的愈合过程中绝大多数有骨痂形成1,在骨折愈合的不同阶段,骨痂组织由间充质细胞、成纤维细胞、软骨组织、骨组织等组成,这是骨折愈合的物质基础,在移植骨的愈合过程中,爬行替代作用是植骨块愈合的基础,而骨骼的支架作用是爬行替代的前提,而其中的纤维细胞在一定条件下又可向成骨细胞转化,
2
这就为我们在骨痂植骨创造了条件。
在骨折不同阶段骨痂中还包含着造骨细胞家族的亚型3、愈合过程的代谢产物(如:1,25(OH)2D3)4,5、程度不同的骨形态发生蛋白的表达6、类胰岛素生长因子的表达,现已证实这些组织在骨折愈合中起着非常重要的调节作用。
自体骨移植和骨痂植骨在病理转归有很多相似之处,在骨折的早期,即炎性反应期,骨痂主要由血肿、炎性细胞组成,以后机化为肉芽组织,成纤维细胞分化、增殖、纤维骨痂形成,以形成编织骨骨痂。大约2周后,肉芽组织内间充质细胞迅速分化为软骨细胞,软骨形成期开始,软骨骨痂不断膨大,以连接骨折间隙,这时TGF2β1在软骨细胞或未成熟的软骨细胞间充质细胞中均有表达
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,随后,软骨细胞渐趋肥大,周围基质
开始钙化,成骨细胞随血管侵入软骨基质,4周时,骨组织替代
所有软骨,最后由再塑建来完成骨骼的改造。8,9
这时TGF2β1
表达亦随软骨细胞的成熟、肥大而衰减,转而在成骨细胞内旺盛分泌,呈现高表达趋势,它刺激骨基质的形成、沉积,直至骨
愈合,这提示TGF2β1对成骨细胞和软骨细胞生长有作用,研究已证明TGF2β1能促进细胞增殖,促进骨髓源性和骨膜源性骨前体细胞趋化到骨软骨损伤部位,进而增生、分化、形成成骨细胞和软骨细胞,并表达各自的表现型,如胶原和蛋白多糖的合成。在8周后TGF2β1表达的不均衡考虑:TGF2β1抑制骨髓培养中破骨细胞的形成及其活性,继而抑制骨吸收,在骨吸收和骨形成的平衡中发挥重要作用,对骨的重建有着重要的意义。
综上所述,观察组中,各组不同植骨的病人愈合时间无显著性差异,这种在不同阶段骨痂的组织变化和TGF2β1量的变化是机体修复和重建的必然结果,TGF2β1和其它各种因子起着重要的调节作用,延迟手术中的多余骨痂是可被再利用的。而其又减少了从其它部位取骨的数量,在需求植骨量少的情况下,可免除另外取骨的痛苦,减少了人体的损伤,减少了瘢痕,避免了其它部位感染等副损伤的产生。
但在本研究中尽量地采用了含骨质多的有形骨痂,而在骨折早期的纤维组织及软骨是否适合再植,有待于进一步探讨。参考文献:
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(收稿:2002206215 修回2002209224)
