生物降解型磷酸钙骨水泥组织学特性研究

2012-09-26 11:07 来源:丁香园 作者:紫川秀第二
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桡骨远端骨折较多发生于老年人,这类病人的骨质较为疏松,桡骨骨折时会造成骨量的丢失,在进行内固定复位重建腕关节面时会出现骨折断端的空隙,若内固定支撑不牢靠,则可能发生骨折塌陷移位。在骨质缺损部位进行植骨是解决这类问题的一个较好的方法。人工骨目前是小块植骨的主流选择。但临床上关于人工骨在植入后的地生物学吸收特性目前相关研究较少。

近日,来自澳大利亚的学者就Chron OS(一种生物降解型磷酸钙骨水泥,Synthes, Switzerland生产)人工骨材料植入人体后的生物学吸收特性进行了相关研究,结论发表在近期的Injury杂志上。

研究共纳入6例桡骨远端骨折发生骨缺损行掌侧钢板内固定+植骨治疗的患者,3男3女,平均年龄70岁(62-81岁,表1)。这些患者接受植骨的指征是当腕关节进行完全解剖复位后其背侧骨皮质仍存在缺损。

表1:入选患者的一般情况

手术技术:标准腕关节骨折掌侧入路,掌侧LCP钢板固定(2.4 mm LCP distal radius plates, Synthes,Switzerland),背侧骨皮质缺损区域采用背侧小切口入路植骨,植骨材料为Chron OS。术后夹板固定2周,手指术后即刻开始功能恢复锻炼。10天拆线后进行主动及被动的腕关节功能锻炼,在未锻炼时仍用夹板固定,持续1周。

在术后当前即行薄层CT扫描,以准确记录骨水泥填充的范围。并拍摄随访术后2周,4周,6周,6月,12月患者的腕关节标准正侧位片,记录背倾(dorsal tilt),掌倾(radial inclination),尺偏(ulnar variance)的角度,骨折愈合的标准为3月后在骨折部位出现骨桥连接骨折断端;骨化整合(osseous integration)的标准是在植骨区域未出现骨囊肿或骨溶解情况,或者是植骨区域被新生骨包绕。

所有患者在术后均进行了内固定取出术。在进行内固定取出术时,用直径约2mm的kyphex骨活检针进行原植骨区域的骨活检。

两例骨活检组织在进行组织学检查前进行CT扫描,以便后期准确的区分原植骨物质和骨矿化物质。

组织学检查:标本在多聚甲醛进行固定,然后用酒精进行脱水,二甲苯进行脱脂,然后使用甲基丙烯酸甲酯进行浸润。对染色后的标本进行修剪,并沿掌背侧方向切片制成厚度为5um的标本。在进行Masson-Goldner 或Methylene blue染色前对标本进行脱甲基丙烯酸甲酯处理。

使用显微镜对标本的生物学形态进行评估。记录标本边缘的形态学特征,并将标本观察区域分为掌侧和尺侧。对各自区域的骨组织,类骨样组织及剩余组织进行统计分析,并对残留的植骨颗粒,骨髓纤维化,炎症浸润等特性进行描述。

临床及影像学检查结果显示,患者术后的临床功能评估数据见表2。其中1例患者(患者4)术后出现骨折复位丢失,向背侧偏移25度。随着时间的延长,植骨区域密度从周围向中间逐渐减小。术后3月在植骨残留区域周围可见骨硬化(图1)。

表2:术后随访的结果

   
图1:69岁女性,C2型骨折,术前CT检查提示背侧骨皮质缺损,a侧位,b轴位,c提示患者填充Chron OS人工骨后。高密度代表Chron OS人工骨,d中 P代表钢板,C代表人工骨。e术后6月人工骨吸收情况,箭头提示残留人工骨。F15月后X片,钢板已取出,残留少量的人工骨未吸收。   

组织学检查和CT扫描结果:大部分骨组织活检均提示有活性,只有少部分骨组织为无活性骨组织(图2a,d)。5例标本检测到了骨样组织。5例标本检测到了骨髓纤维化,纤维化的程度不等。在所有标本中均检测到了植骨样颗粒,颗粒的浓度及分布范围不等,这和2个标本组织学检查前的扫描结果类似,并且CT扫描显示植骨样颗粒的分布范围及数量要较组织学检查所发现的范围和数量要更广(图3)。在部分标本中也发现了肥大细胞的存在(图2b,c)。

        
图2:亚甲基蓝染色:a被骨组织(蓝色)包围的颗粒样物质(灰色);b箭头所示灰色物质及周边*所示的肥大细胞;c骨髓腔内的多核巨细胞;d失活的骨组织(未染色),周边有染色的活性骨组织,说明骨重塑在持续进行。

        
图3:69岁女性的骨组织涂片。A:CT扫描后进行的三维重建。骨小梁灰色,残留的骨颗粒蓝色荧光;B:CT扫描同一个层面上的组织学染色检测结果;C:B图中方框部位的放大图。矿化的骨质(绿色)被尚未矿化的骨样组织包围,箭头所示的是未显像的植骨颗粒;D:邻近层面的亚甲基蓝染色,灰色代表植骨颗粒,可见到有些空腔未染色,可能是在标本制作过程中空腔内物质丢失。

对掌侧半和背侧半的组织学分析研究发现两者间各项指标无显著差异。使用Masson-Goldner 染色方法对骨组织及骨样组织进行统计分析(表3)。

表3:掌侧和背侧相关数据比较

根据研究结果,作者得出如下结论:

1.Chron OS人工骨在术后6-15个月内在植骨部位仍持续存在,但只占植骨区域的3%-10%,提示部分Chron OS已经开始吸收参与骨组织的重建,显示了Chron OS人工骨良好的生物学特性。

2.而掌侧和背侧植骨区域的无差异性则提示植骨在人体骨重塑时的各向同行,这和原先Sarkar等作者得出的结论一致。

3.关于植骨部位的骨髓纤维化,作者认为和患者的创伤相关性较大。

Behaviour of ChronOS Inject in metaphyseal bone defects of distal radius fractures Tissue reaction after 6–15 months

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编辑: 童勇骏

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