牽拉對兔耳軟骨愈合和再生影響的實驗研究

蘇薇潔 章一新

牽拉對兔耳軟骨愈合和再生影響的實驗研究

蘇薇潔 章一新

目的建立可靠的兔耳軟骨牽引模型，對牽引后軟骨的生長方式、愈合方式進行研究。方法20只新西蘭大白兔隨機分組，每只兔隨機選取一側(cè)兔耳制作模型，實驗組10只，對照組10只。實驗組橫向截斷兔耳軟骨，安裝軟骨牽引器，預(yù)固定2周，持續(xù)牽引2周，再固定1周；對照組術(shù)后不作牽引。于手術(shù)后即刻、預(yù)固定后、牽引后及再固定后分別取材，行HE、Masson染色，觀察軟骨組織生長愈合情況。對照組術(shù)后不作牽引。結(jié)果依靠外加牽引器進行持續(xù)牽引可促進兔耳軟骨橫向截斷后產(chǎn)生新生的軟骨細胞并修復(fù)組織缺損，基本恢復(fù)解剖形態(tài)。結(jié)論軟骨截斷后，通過外固定組織牽引技術(shù)能夠促進軟骨細胞再生和組織愈合，有望為軟骨移植修復(fù)缺損提供更多的組織量。

軟骨牽引技術(shù)愈合新生

先天性和創(chuàng)傷性機體組織缺損的修復(fù)中，軟骨缺損的修復(fù)是目前難以攻克的問題，因為軟骨缺損后再生能力較差，自體可提供的軟骨供區(qū)少，組織量有限，軟骨移植勢必造成供區(qū)功能和外觀的損傷[1]。

目前，常用的軟骨來源除自體軟骨[2]外，還有軟骨替代產(chǎn)品，如羥基磷灰石等人工材料，但是它們存在塑形困難和不同程度的組織排異、感染、斷裂等并發(fā)癥。組織工程化軟骨廣泛應(yīng)用于臨床尚需時日[3]。

如何獲得額外的足量的軟骨組織，又能將對供區(qū)的損傷減少到最低呢？我們嘗試設(shè)計和使用軟骨牽引器，對兔耳軟骨橫向截斷后，每日持續(xù)牽引，探索研究軟骨組織愈合的機理和再生情況。

1 材料與方法

1.1 材料

成年新西蘭大白兔20只（成年兔，3.5 Kg左右，雌雄不限），隨機選取一側(cè)制作模型，隨機分組，實驗組10只，對照組10只。

下頜骨內(nèi)置牽引器1個，牽引片2片（牽引器型號：CBX0504，寧波慈北醫(yī)療器械有限公司）。

1.2 手術(shù)方法

氯胺酮、冬眠靈肌注麻醉，常規(guī)消毒鋪巾。術(shù)前設(shè)計截斷位置位于兔耳近1/3水平面。在兔耳兩側(cè)作側(cè)切口，注意保護兩側(cè)耳緣動靜脈。在皮下、軟骨膜淺面潛行分離，直至耳軟骨完全游離，以組織剪橫行剪斷軟骨（包括軟骨膜），在斷端兩側(cè)安裝牽引器牽引片，牽引器安裝于耳腹側(cè)，牽引片安裝于耳背側(cè)，螺帽螺絲固定。游標(biāo)卡尺測量軟骨牽引片之間距離，記錄數(shù)據(jù)。

1.3 牽引方法

實驗組術(shù)后牽引器固定于兔耳14 d（即不作牽引，無牽引力），第15天開始定時牽引（每天0.4 mm），持續(xù)定時牽引14 d后，牽引器保持牽引后距離不變，固定于兔耳（即不作牽引，無牽引力）。對照組則在術(shù)后保持牽引片距離，不作牽引。

1.4 大體觀察和組織學(xué)檢查

于手術(shù)后即刻、預(yù)固定后、牽引后及再固定后，測量牽引片之間的距離以得到牽引新生的組織長度。切取斷端兩側(cè)兔耳全層組織，觀察大體標(biāo)本愈合情況，標(biāo)本石蠟包埋、切片，HE、Masson染色，行組織學(xué)檢查。

2 結(jié)果

2.1 牽引距離

實驗組兔耳軟骨牽引新生距離（7.40±0.33）mm，對照組未牽引。

2.2 大體觀察

兔耳軟骨在截骨術(shù)后即刻透光觀察可見一連續(xù)的線性陰影（圖1），而牽引后1周同樣條件燈光下觀察線性影消失（圖2）。術(shù)后即刻切取兔耳斷端兩側(cè)全層組織（約1 cm長組織塊），見軟骨斷端清晰可見；術(shù)后固定2周（無牽引力）取材，見軟骨斷端有白色纖維組織填充，斷端未見明顯連續(xù)性愈合；牽引2周后取材，見軟骨斷端有致密組織連接，斷端有明顯連續(xù)性愈合；繼續(xù)固定1周后取材，軟骨斷端肉眼下難以分辨，軟骨連續(xù)性良好。

2.3 組織學(xué)檢查

術(shù)后即刻軟骨斷端組織不平整，軟骨細胞形狀結(jié)構(gòu)相似、排列規(guī)則，周圍軟組織及皮下組織缺損明顯，有炎性細胞浸潤（圖3）。牽引器固定（無牽引力）2周后，斷端出現(xiàn)體積較大的陷窩樣軟骨細胞，兩斷面呈現(xiàn)輕微水平方向錯位，無軟骨新生跡象。牽引2周后，軟骨兩斷端較前增厚，軟骨兩側(cè)出現(xiàn)體積較小的軟骨細胞，胞外基質(zhì)染色淡，增生活躍。牽引2周后繼續(xù)固定1周，軟骨兩斷端出現(xiàn)軟骨樣細胞新生，同源細胞呈多邊形，染色較淡，有向?qū)?cè)斷端趨向性生長的趨勢，軟骨細胞形狀大小差異明顯，細胞較稀疏（圖4）。

圖1 實驗組術(shù)后即刻Fig.1Right after operation of experimental group

圖2 術(shù)后5周（牽引2周后固定1周）Fig.2Five weeks after operation of experimental group

圖3 術(shù)后即刻斷端HE染色（40×）Fig.3The cut end right after surgery by HE staining(40×)

對照組術(shù)后5周時（圖5），無明顯軟骨細胞生長，斷端較為銳利，毛糙不整，細胞大小較為均勻，未見明顯軟骨細胞新生和同源軟骨細胞群，并且兩斷端有明顯錯位，失去正常的解剖結(jié)構(gòu)。Masson染色顯示，兩斷端之間有較為致密的纖維結(jié)締組織生成。

圖4 實驗組術(shù)后5周組織學(xué)檢查（40×）Fig.4The histological observation of experimental group at 5 weeks after operation(40×)

圖4 對照組術(shù)后5周組織學(xué)檢查（40×）Fig.4The histological observation of control group at 5 weeks after operation(40×)

3 討論

組織缺損的修復(fù)要求兼顧功能和外觀，各種原因造成的軟骨組織缺損的修復(fù)是目前難以攻克的問題。目前，臨床上常用的軟骨來源有：自體軟骨移植，但是同源的供區(qū)較少、可提供的軟骨組織量有限，并且自體移植影響供區(qū)的外觀和功能，同時導(dǎo)致較多的并發(fā)癥[1，4]；軟骨替代產(chǎn)品，如羥基磷灰石等人工材料，但存在不同程度的斷裂、破潰、組織排異等現(xiàn)象，感染時有發(fā)生。另外，組織工程化軟骨尚有待于研究的繼續(xù)進行，臨床應(yīng)用尚需時日[5]。如何獲得足量的可供移植的軟骨組織，又能將對供區(qū)的損傷減少到最低，是目前臨床修復(fù)軟骨組織缺損所面臨的難題[6]。

組織牽引技術(shù)已相當(dāng)成熟，不同的人體組織可以通過牽引獲得額外的同源組織，例如皮膚擴張器技術(shù)[7－8]，截骨牽引技術(shù)[9－10]等，已廣泛應(yīng)用于臨床。已有大量文獻報道了持續(xù)牽引下關(guān)節(jié)軟骨和軟骨成骨的研究[11]。而關(guān)于軟骨牽引以獲取更多的組織量，進而修復(fù)軟骨缺損的研究尚無相關(guān)報道。

本實驗中，我們嘗試將下頜骨截骨牽引器應(yīng)用于兔耳軟骨，橫向截斷軟骨后，給予適當(dāng)?shù)某掷m(xù)牽引，建立截軟骨牽引后軟骨愈合和新生模型，同時對截軟骨牽引后的新生組織進行組織學(xué)檢查，從而對牽引后兔耳軟骨的生長方式、愈合方式進行研究。

軟骨組織有兩種并存的生長方式：①間質(zhì)生長，即通過軟骨細胞的長大和分裂，不斷地產(chǎn)生基質(zhì)和纖維，使軟骨從內(nèi)部生長增大，當(dāng)年輕機體處于生長發(fā)育時，軟骨的生長以間質(zhì)生長為主；②外加生長，是通過軟骨膜內(nèi)層的骨原細胞向軟骨表面不斷添加新的軟骨細胞，產(chǎn)生基質(zhì)和纖維，使軟骨從表面向外擴大，當(dāng)人體生長成熟，軟骨的生長與修復(fù)以外加生長為主。

本實驗中，截軟骨后行持續(xù)牽引治療，軟骨組織出現(xiàn)了軟骨細胞新生，同時伴隨纖維結(jié)締組織增生愈合。軟骨截骨牽引后經(jīng)持續(xù)固定，能夠促使軟骨斷端產(chǎn)生軟骨細胞并呈趨向性生長，更有通過軟骨愈合實現(xiàn)軟骨解剖連續(xù)性的趨勢。而對照組未出現(xiàn)軟骨細胞的新生愈合，并且發(fā)現(xiàn)存在明顯的斷端錯位，失去原有的解剖外形和連續(xù)性。我們認(rèn)為，軟骨牽引模型和技術(shù)具有以下優(yōu)點：①有望提供額外的足量的軟骨組織用于移植修復(fù)軟骨組織缺損；②可增加軟骨移植供區(qū)的選擇；③減少傳統(tǒng)組織移植對供區(qū)的損傷；④外加牽引器能夠幫助組織斷端建立良好的對位。

軟骨牽引器安裝時應(yīng)注意保護兔耳皮膚及皮下血供，避免兔耳緣靜脈回流障礙，而出現(xiàn)組織壞死、血腫。牽引器的牽引操作為人工手動，可能出現(xiàn)牽引距離的細微差異。

在牽引過程中，新生軟骨細胞的出現(xiàn)和軟骨細胞的趨向性生長，可能和斷端周圍的軟骨膜、軟骨細胞自身分泌的一些促進軟骨生成的細胞因子[12-14]，以及牽引器的外加力等因素有關(guān)。對于截軟骨牽引后軟骨愈合和新生的具體方式尚無定論，需要進一步的實驗研究。在后續(xù)研究中，我們將進一步延長實驗的觀察時間，對比不同牽引頻率的牽引結(jié)果，從而更深層次地證實軟骨牽引新生愈合的相關(guān)機制和影響因素。

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Effect of Distraction Osteogenesis on Healing and Regeneration of Auricular Cartilage in Rabbits

SU Weijie, ZHANG Yixin.Department of Plastic and Reconstructive Surgery,Shanghai Ninth People′s Hospital,Shanghai Jiaotong University School of Medicine,Shanghai 200011,China.Corresponding author:ZHANG Yixin(E-mail:zhangyixin6688@163.com)

ObjectiveTo establish the new distraction model of the rabbit ear and to evaluate the growth pattern and healing of cartilage after distraction.MethodsA total of 20 New Zealand rabbits were randomly divided into 2 groups(10 in the experimental group and 10 in the control group).In the experimental group,the rabbit ears were incised transversally, then the external distraction fixators were placed.After surgery,2 weeks of pre-fixation,2 weeks of distraction,and 1 week of re-fixation were given.The cartilage tissue and the chondrocytes was observed by morphological observation and HE, Masson staining.In the control group,no distraction was made after surgery.ResultsThe method of continuous distraction could promote neogenesis of chondrocytes and re-formation of cartilage to re-establish the anatomic form.ConclusionAfter rabbit ears were incised transversally,tissue distraction could promote the regeneration of the chondrocytes and the extracellular matrix so as to provide more cartilage and reform the ear cartilage.

Cartilage;Distraction;Healing;Regeneration

R687.3+4

A

1673－0364（2011）02－0093－04

2011年1月12日；

2011年3月3日）

10.3969/j.issn.1673-0364.2011.02.008

200011上海市上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院整復(fù)外科。

章一新（E-mail：zhangyixin6688@163.com）。