選擇性切斷家兔脛神經(jīng)腓腸肌支對脛骨骨質(zhì)影響的實驗研究

陳紅波, 馮曉玲, 唐 君, 高明菊

實驗研究

選擇性切斷家兔脛神經(jīng)腓腸肌支對脛骨骨質(zhì)影響的實驗研究

陳紅波, 馮曉玲, 唐 君, 高明菊

目的 探討選擇性脛神經(jīng)腓腸肌支切斷術(shù)對家兔脛骨骨質(zhì)的影響。方法 將符合標(biāo)準(zhǔn)的30只家兔隨機分為失神經(jīng)組、假手術(shù)組和空白對照組(每組10只)。失神經(jīng)組行雙側(cè)脛神經(jīng)腓腸肌支切斷術(shù)；假手術(shù)組做與實驗組相同的切口和分離，但不切斷脛神經(jīng)；空白對照組未行手術(shù)處理。3組家兔在同等條件下飼養(yǎng)，6個月后處死，取脛骨行雙能X線骨密度吸收儀及顯微CT(μCT)檢測。結(jié)果 3組骨密度值兩兩比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；失神經(jīng)組骨體積分?jǐn)?shù)、骨小梁數(shù)目及骨小梁厚度，均小于假手術(shù)組和空白對照組(P<0.05)，骨小梁間距及構(gòu)造模型指數(shù)均大于假手術(shù)組和空白對照組(P<0.05)，假手術(shù)組和空白對照組上述各指標(biāo)差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)論 選擇性切斷脛神經(jīng)腓腸肌支，家兔脛骨骨礦物質(zhì)含量早期無明顯變化，但骨小梁數(shù)量及結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。

脛神經(jīng)腓腸肌支； 脛骨; 骨質(zhì)量; 骨小梁; 失神經(jīng)

體形勻稱是人體美的特征之一，而小腿曲線美是其重要組成部分。國內(nèi)外學(xué)者[1-5]均報道了為小腿肥大的求美者施行脛神經(jīng)腓腸肌支切斷術(shù)，以達(dá)到小腿縮容的目的。雖然短期隨訪顯示，手術(shù)取得了良好的小腿塑形效果，而且求美者行走、站立等一般強度的運動并未受到明顯影響，但骨組織形態(tài)學(xué)及骨量是否會發(fā)生相應(yīng)變化，目前尚無文獻報道。家兔的脛骨和脛神經(jīng)腓腸肌支與人類有著類似的分布和相近的功能[6-7]，因而常將家兔作為研究人類脛骨骨質(zhì)變化的理想動物[8-9]。自2013-2014年，我們選用18個月齡雌性家兔，選擇性切斷雙側(cè)脛神經(jīng)腓腸肌內(nèi)、外側(cè)頭支，以探討失神經(jīng)后脛骨骨質(zhì)的變化。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 30只普通級雌性家兔(華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院動物實驗中心提供)。18個月齡，體質(zhì)量為2.4～2.6 Kg。隨機分為失神經(jīng)組、假手術(shù)組和空白對照組，每組10只，每組取20個標(biāo)本。清潔飲水、飲食，常規(guī)飼養(yǎng)，動物的處死及處理符合《關(guān)于善待實驗動物的指導(dǎo)意見》。

1.2 試劑及儀器 芐星青霉素(上海新先鋒藥業(yè)有限公司生產(chǎn))；10%水合氯醛(武漢協(xié)和醫(yī)院自制)；μCT50(SCANCO MedicalAG公司生產(chǎn)，武漢大學(xué)口腔醫(yī)院提供檢測)；雙能X線骨密度吸收儀(通用電氣公司生產(chǎn)，武漢協(xié)和醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科提供檢測)。

1.3 手術(shù)步驟 ⑴失神經(jīng)組家兔行雙側(cè)脛神經(jīng)腓腸肌內(nèi)、外側(cè)頭支切斷術(shù)。10%水合氯醛(2 ml/kg)耳緣靜脈緩慢(3～5 min)推注，待麻醉生效后，俯臥位固定動物于手術(shù)臺，備皮、消毒、鋪無菌巾；于左側(cè)腘窩至小腿上段做4 cm縱向切口，分離組織，尋找并分離脛神經(jīng)主干及其分支，以6-0縫線穿線標(biāo)記(圖1)；用無損傷電極刺激神經(jīng)分支，觀察腓腸肌運動，再次確定脛神經(jīng)腓腸肌內(nèi)、外側(cè)頭支，在神經(jīng)入肌點近端切斷，神經(jīng)斷端近端反折，4-0絲線分層縫合切口。同法行右側(cè)脛神經(jīng)腓腸肌支切斷術(shù)，術(shù)后肌注芐星青霉素(1×104U/kg)，預(yù)防術(shù)后感染。⑵假手術(shù)組采用相同的麻醉方式和手術(shù)切口，并顯露脛神經(jīng)腓腸肌內(nèi)、外側(cè)頭肌支，不切斷及過度分離脛神經(jīng)各個分支，切口縫合和抗生素應(yīng)用同失神經(jīng)組。⑶空白對照組不做特殊處理。

1.4 動物處死及取材 術(shù)后6個月，采用空氣栓塞法處死各組實驗動物，取出雙側(cè)家兔脛骨，徹底清除脛骨表面的軟組織和骨膜，標(biāo)本編號后，采用濕潤生理鹽水紗布包裹，4 ℃冰箱保存。

1.5 標(biāo)本檢測 以雙能X線骨密度吸收儀測定各標(biāo)本骨密度(bone mineral density, BMD)；去除脛骨關(guān)節(jié)軟骨，截取脛骨近端骨質(zhì)10 mm，編號標(biāo)記。將標(biāo)本按照統(tǒng)一方向和順序，置于標(biāo)本管中，μCT50掃描，測定骨體積分?jǐn)?shù)(bone volume vraction, BVF)、骨小梁數(shù)目(trabecular number, Tb.N)、骨小梁厚度 (trabecular thickness, Tb.Th)、骨小梁分離度 (trabecular separation, Tb.Sp)及結(jié)構(gòu)模型指數(shù)(structure model index, SMI)并重建松質(zhì)骨形態(tài)。

2 結(jié)果

2.1 腓腸肌變化情況 各組家兔術(shù)后傷口均Ⅰ期愈合。假手術(shù)組家兔術(shù)后1周之后，無明顯運動功能障礙；失神經(jīng)組家兔術(shù)后1個月之內(nèi)，呈拖步行走，1個月后，運動功能逐漸恢復(fù)正常。術(shù)后6個月，處死實驗家兔后，見假手術(shù)組與空白對照組腓腸肌均無明顯變化，失神經(jīng)組腓腸肌明顯萎縮。

2.2 脛骨骨密度值 3組骨密度值兩兩比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05，表1)。

2.3 脛骨骨質(zhì)量 失神經(jīng)組BVF、Tb.N及Tb.Th低于假手術(shù)組和空白對照組，Tb.Sp及SMI高于假手術(shù)組和空白對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，而假手術(shù)組和空白對照組之間BVF、Tb.N、Tb.Th、Tb.Sp及SMI的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，見表1。

2.4 脛骨μCT重建表現(xiàn) 與假手術(shù)組及空白對照組相比，失神經(jīng)組家兔脛骨骨小梁數(shù)量減少，厚度變薄，連接減少，松質(zhì)骨中央?yún)^(qū)域甚至出現(xiàn)骨小梁完全吸收區(qū)域(圖2)。

3 討論

骨的新陳代謝是由成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞參與的骨形成與吸收間的動態(tài)平衡過程[10]，一旦平衡被打破，骨質(zhì)量便會發(fā)生改變，進而引起骨生物力學(xué)變化，從而導(dǎo)致骨功能受限。選擇性切斷脛神經(jīng)腓腸肌支后，腓腸肌內(nèi)、外側(cè)頭因失去神經(jīng)支配，處于肌肉麻痹狀態(tài)，逐漸廢用萎縮，肌肉萎縮和運動方式的變化，改變了骨骼的機械負(fù)荷和生物力場，使破骨細(xì)胞主導(dǎo)的骨吸收和成骨細(xì)胞引起的骨形成之間的動態(tài)平衡受到破壞[11-14]，從而導(dǎo)致骨質(zhì)發(fā)生改變。

BMD反映的是骨礦物質(zhì)的含量，BVF、Tb.N、Tb.Th、Tb.Sp及SMI代表的是骨小梁的形態(tài)，也就是骨組織的細(xì)微結(jié)構(gòu)。選擇性切斷家兔脛神經(jīng)腓腸肌支術(shù)后6個月，BMD無顯著變化，BVF、Tb.N及Tb.Th下降，而Tb.Sp及SMI升高。BVF、Tb.N和Tb.Th下降以及Tb.Sp升高，提示脛骨在失神經(jīng)支配后松質(zhì)骨代謝轉(zhuǎn)換增強，即骨小梁吸收增加，合成減少，進而導(dǎo)致骨質(zhì)流失、骨小梁變薄、骨小梁間距增大以及骨小梁發(fā)生穿孔、斷裂、微型骨折等結(jié)構(gòu)破壞。同時，SMI的升高反映骨小梁在數(shù)量及厚度變化的基礎(chǔ)上，骨小梁之間連接減少及連接方式發(fā)生了變化，意味著骨小梁結(jié)構(gòu)也發(fā)生了改變。

圖1 左側(cè)脛神經(jīng)解剖(A,脛神經(jīng)腓腸肌內(nèi)側(cè)頭支;B,脛神經(jīng)腓腸肌外側(cè)頭支;C,脛神經(jīng)比目魚肌支) 圖2 骨小梁μCT50重建圖像 a.失神經(jīng)組 b.空白對照組 c.假手術(shù)組

Fig 1 Anatomical of left tibial nerve (A: medial branch of gastrocnemius of tibial nerve, B: lateral branch of gastrocnemius of tibial nerve, C: soleus branch of tibial nerve). Fig 2 Reconstructed images of bone trabecula by μCT50. a.neurectomy group. b. blank control group. c. sham group.

表1 3組脛骨骨質(zhì)量參數(shù)Tab 1 The tibia shin bonequality parameters of 3 groups ±s，n=20

然而，本實驗中脛骨BMD并未發(fā)生顯著改變。BMD反映的是骨礦物質(zhì)含量，失神經(jīng)支配后骨礦物質(zhì)含量的變化，滯后于骨顯微結(jié)構(gòu)的改變。同樣的情況見于長期使用糖皮質(zhì)激素造成的骨生物力學(xué)降低及骨小梁構(gòu)造改變程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于骨量降低的程度。造成上述差異的原因，是骨小梁的更新速度較快以及松質(zhì)骨對于內(nèi)外環(huán)境的改變更為敏感。除此之外，微觀上骨小梁的更新對骨密度的影響較小，因而在失神經(jīng)支配的早期，骨密度并未發(fā)生明顯變化。盡管如此，我們不能肯定在經(jīng)過長時間的失神經(jīng)支配后，脛骨骨量始終會保持不變。

但我們可以確定的是，選擇性切斷家兔脛神經(jīng)腓腸肌支，可致脛骨骨質(zhì)發(fā)生變化，從而可能導(dǎo)致骨質(zhì)疏松。因此，在實施人選擇性切斷脛神經(jīng)腓腸肌支術(shù)進行小腿塑形時，在盡可能避免并發(fā)癥的同時，尚需警惕有無脛骨骨質(zhì)量的改變及對運動功能的影響，而這需要進一步的基礎(chǔ)及臨床研究證實。

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Effect of selective neurectomy of gastrocnemius branch of rabbit tibial nerve on tibial sclerotin

CHENHong-bo,FENGXiao-ling,TANGJun,etal.

(DepartmentofPlasticSurgery,WuhanUnionHospital,TongjiMedicalCollegeofHuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430022,China)

Objective To evaluate the effect of selective neurectomy of gastrocnemius branch of rabbit tibial nerve on tibial sclerotin. Methods The standard 30 rabbits were randomly divided into 3 groups: the neurectomy group，the sham group and the blank control group. The rabbits in the neurectomy group

bilateral selective neurectomy of gastrocnemius branches of tibial nerve, those in the sham group underwent the sham operation and the rest in the blank control group were treated without operation. The rabbits were feed on equal conditions, sacrificed at 6 months after the neurectomy, and then tibias were harvested detected by μCT50 and Lunar Prodigy Advance densitometer examination. Results There was no difference in bone mineral density (BMD) among the three groups(P>0.05).Thebonevolumevraction(BVF)、trabecularnumber(Tb.N)andtrabecularthickness(Tb.Th)oftheneurectomygroupwerelowerthanthoseintheshamgroupandtheblankcontrolgroup(P<0.05),trabecularseparation(Tb.Sp)andstructuremodelindex(SMI)ofneurectomygroupwerehigherthanthoseintheshamgroupandtheblankcontrolgroup(P<0.05.TherewasnodifferenceinBVF、Tb.Sp、SMI、Tb.NandTb.Thbetweentheshamgroupandtheblankcontrolgroup(P>0.05). Conclusion After selective neurectomy of gastrocnemius branch of rabbit tibial nerve, tibial sclerotin was unchanged, however, the structure of bone trabecula changed.

Gastrocnemius branch of tibial nerve; Tibia; Sclerotin; Bone trabecula; Denervation

430022 湖北 武漢，華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院 整形外科

陳紅波(1984-)，男，湖北襄陽人，主治醫(yī)師，碩士研究生.

馮曉玲，430022，華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院 整形外科，電子信箱：fengxl2001@sina.com

10.3969/j.issn.1673-7040.2015.10.021

R-332;R

A

1673-7040(2015)10-0637-03

2015-08-10)