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冲击波治疗骨不连的研究

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关键词: 体外冲击波 骨不连 治疗 实验研究

  摘 要 目的 通过体外冲击波疗法(extracorporeal shock wave therapy,ESWT)治疗兔胫骨骨不连,以探求一种新的非手术治疗骨不连的方法。方法 选择健康雄性大耳白兔30只,以改进的“切除截骨骨不连模型”制作兔右胫骨骨不连,12周后经X光片证实为肥大型骨不连26只,随机分为2组。治疗组13只兔行体外冲击波骨不连断端冲击治疗,对照组不行冲击波治疗,但均继续外固定支架固定。冲击波治疗前、后及治疗后6、12周摄片。测量冲击波治疗前后骨不连间隙的变化,及冲击波治疗后12周X光片骨性愈合情况比较,并行统计学分析。结果 冲击波治疗后骨不连间隙显著变窄或消失,平均减小宽度为(0.70±0.25) mm,治疗前后骨不连间隙差异有非常显著性(P<0.01);冲击波治疗12周治疗组与对照组骨性愈合比较差异有显著性(P<0.01)。结论 体外冲击波治疗肥大型骨不连有望成为骨不连非手术治疗的一种良好方法。

  由于骨组织的声阻抗比软组织和水的声阻抗大5倍,而与肾结石的声阻抗相仿,所以受体外冲击波碎石(extracorporeal shock wave lithotripsy,ESWL)治疗泌尿系结石的启发,90年代人们开始将体外冲击波疗法(extracorporeal shock wave therapy,ESWT)应用于骨科,发现ESWT有刺激成骨的作用。骨不连是骨愈合障碍和骨折修复的休眠状态,其治疗是骨科一个较难解决的问题。我们设计这一实验旨在寻找骨不连治疗的新方法,现报道如下。材料与方法

  1.模型制作及分组:在“切除截骨骨不连模型”的基础上制作骨不连模型[1]。选择健康日本大耳白兔30只,体重1.8~2.0 kg,兔龄3.5~4.5个月,以3%戊巴比妥钠按每1 ml/kg体重行静脉麻醉。在无菌操作下,于右胫骨近、远侧干骺端各1.5 cm处,相距1.0 cm,由内向外垂直于骨干平行钻入1.6 mm的克氏针各2根,以骨干中点为中心截去0.8 cm,保留骨膜,以自制的外固定架固定骨折,保持骨缺损0.8 cm,生理盐水冲洗创面,冲净骨屑,缝合包扎伤口。12周后经X光摄片证实有26只兔为肥大型骨不连者(骨折间隙仍存在,骨折端硬化,骨髓腔封闭),随机分为治疗组和对照组2组,各13只兔。

  2.ESWT治疗骨不连实验:采用上海申航902厂生产的HX902Ⅲ型多功能冲击波碎石机进行骨不连断端冲击波治疗。其仪器指标为:能量0.54 mJ/mm2;冲击波频率为60次/min;冲击波剂量2 000次;焦点聚焦范围为1.5 cm2。实验时兔在同前麻醉状态下进行,患肢剃毛、湿润、固定在压缩式水囊上面。透视下调整冲击波碎石机第2焦点分别对准骨不连远、近端边缘相对应部位,各冲击1000次。兔行冲击波治疗后继续外固定,并自由活动。

  3.X线摄片检查:兔分别于冲击波治疗前、后及治疗后6、12周行骨折骨不连右胫骨X正位摄片,摄片条件为:电压50 kV、时间0.1 s、电流125 mA,球管距离为100 cm。

  4.统计学分析:应用清华紫光Uniscan 6A扫描仪,将冲击波治疗前后的动物骨不连X线片经扫描入联想PⅡ400型计算机,应用加拿大Corel公司的Corel draw8.0软件处理,每一骨不连取2侧骨皮质处间隙进行骨不连间隙宽度测量,取两点之平均值为该骨不连间隙的平均宽度,行统计学t检验。冲击波治疗后12周行摄片检查,治疗组与对照组骨不连愈合情况进行比较,行四格表确切概率法检验。

  结  果

  1.肉眼观结果:治疗组中1只因外固定支架松动,对照组中1例因感染而死亡,予以剔除。冲击波治疗12周处死兔取标本时见,在治疗组的12只兔中,骨不连均达骨性愈合,骨组织色泽亮,外观光滑,较对侧正常骨稍有增粗,抗外力强,手指不能骨折。在对照组中无1例完全愈合,其中5例表现为骨不连处明显增粗,骨皮质完整,但较薄,有大量骨痂,抗外力差,骨髓腔内见大量肉芽组织和纤维组织以及少量不规则骨组织。另9例表现为纤维连接,有假关节,或纤维软骨痂连接,未见明显的骨性骨痂。

  2.X线摄片及统计学结果:治疗前骨不连间隙宽(1.44±0.45) mm,治疗后间隙宽(0.72±0.32) mm,平均减小(0.70±0.25) mm,说明经冲击波治疗后的骨不连间隙明显减小或消失,且较治疗前差异有非常显著性(P<0.01),未见间隙内有骨小梁通过。另外,可见骨不连部位软组织稍有肿胀,两硬化骨端密度减低,呈模糊状,髓腔通畅。冲击波治疗后6周摄片显示,治疗组大部分表现为较多骨痂形成,且有部分骨性连接出现,12周摄片则显示12只兔骨不连均达骨性愈合;对照组除5只有少量骨痂、局部增粗、原骨不连处囊性变外,其余仍为骨不连表现。骨不连愈合表现为骨不连间隙消失,连续骨小梁存在,并已通过骨不连间隙,硬化骨端消失,且愈合后塑形较好。将治疗组的骨不连愈合情况与对照组相比,经四格表确切概率法检验,治疗组骨不连愈合较对照组好,差异有非常显著性(P<0.01)。

  讨  论

  我们在本研究中通过测量比较冲击波治疗前后骨不连间隙变化显示,冲击波治疗后骨不连间隙明显减小或消失,差异有非常显著性(P<0.01)。这是由于骨不连断端产生的骨折片小且量大,随之血肿形成,而周围软组织及骨膜完整,因此,势必引起两断端向中间移位,从而引起骨不连间隙的变窄。这种改变及其引起的无菌性炎症,可募集骨祖细胞,激活静止状态的成骨细胞和间充质细胞,即激活骨不连愈合的生物学状态,这是冲击波治疗骨不连的机理之一。同时冲击波造成骨不连断端的这种类似新鲜骨折,改善了局部血运,给骨不连的愈合创造了更好的生物学环境,其形成的微骨片具有良好的诱导成骨的作用。冲击波治疗12周的X光片及肉眼观察均显示,12例骨不连均达骨性愈合,而对照组中无1例完全愈合。说明冲击波对肥大型骨不连具有良好的疗效。这一实验结果为冲击波治疗骨不连的临床应用提供了依据。另一方面,因为冲击波经聚焦,其焦点范围在1.5 cm2内,对于较粗的骨干骨不连,应选择多点进行冲击治疗,且选择点应位于骨不连断端边缘,从而使两断端的硬化骨端均得到充分治疗,改善骨不连断端的生物学状态。

  作者单位:彭昊(430060武汉,湖北医科大学附属第一医院骨科)

  钟俊(430060武汉,湖北医科大学附属第一医院骨科)

  李家元(430060武汉,湖北医科大学附属第一医院骨科)

  刘世清(430060武汉,湖北医科大学附属第一医院骨科)

  王以强(湖北省孝感市中心医院骨科)

  夏良斌(震波碎石中心)

  参考文献

  [1]Dos s, Neto FL,Volpon JB.Experiment nonunion in dogs.Clin Orthop Rel res,1984,187:260-271.

 

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