中醫(yī)藥促進骨折愈合的研究進展

嚴其凱，張文賢，趙建偉，王守國，王世杰

（1.甘肅省中醫(yī)院，甘肅 蘭州 73000；2.甘肅中醫(yī)藥大學，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

近年來人類社會的快速發(fā)展以及高能量與低能量損傷逐漸增多，骨折已成為不容忽視的公眾健康衛(wèi)生問題。隨著現(xiàn)代醫(yī)學的發(fā)展，骨科不斷創(chuàng)新理念、引進先進技術(shù)，使內(nèi)固定手術(shù)成為治療骨折的最主要方式之一，但骨折延遲愈合或不愈合仍不可避免。最新流行病學調(diào)查顯示骨折延遲愈合及骨不愈合的發(fā)生率在1.9%～10%之間，男性與女性發(fā)生率均為12%，嚴重軟組織損傷的開放性骨折不愈合概率高達16%[1-3]。因此，如何提高骨折愈合質(zhì)量、改善骨折臨床愈合及骨性愈合的效果，將是21世紀骨科臨床研究的主要問題。近年來中醫(yī)藥現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)，中醫(yī)藥在促進骨折愈合方面有較好的效果，本文就近五年中醫(yī)藥促進骨折愈合的研究進展作一綜述。

1 中醫(yī)學對骨折病因病機的認識

骨折古稱“折骨”，中醫(yī)學根據(jù)損傷程度分為骨損、骨裂，骨斷、骨碎。明代醫(yī)家薛己在《正體類要》中說“肢體損于外，則氣血傷于內(nèi)，營衛(wèi)有所不慣，臟腑由之不和”。

當人體受到外傷或人體某一臟腑發(fā)生病變時，均可使氣的運行受阻，出現(xiàn)“氣滯”的病理現(xiàn)象，氣機運行不暢，郁滯不通，進而出現(xiàn)相應部位的脹滿、疼痛，故《素問·陰陽應象大論》說“氣傷痛，形傷腫，先痛而后腫者，氣傷形也；先腫而后痛者，形傷氣也。”跌撲墜墮或輾軋挫撞等各種損傷外力傷及血脈，發(fā)生出血，血液停留于局部，形成瘀血。骨傷科疾病中血瘀多由損傷引起，局部筋骨受損，血液運行不暢，經(jīng)絡(luò)阻塞不通，故見疼痛、腫脹、青紫。由于“氣”和“血”在生理功能上具有相互依存、相互為用的特點，即“氣為血之帥、血隨之而運行；血為氣之守，氣得之而靜謐”；與此同時，二者在生理病理上有著密切的聯(lián)系，氣病可引起血病，血病亦可引起氣病。

因此“氣滯血瘀”是骨傷科疾病的基本病機之一，在骨傷科疾病中尤為常見。其臨床表現(xiàn)兼有氣滯和血瘀兩個方面的癥候，氣本無形，血有形，氣血不通之處，即傷病之所在。

2 骨折愈合的機制

現(xiàn)代醫(yī)學認為骨折愈合是一個復雜的過程，根據(jù)組織學及細胞學的變化，骨折愈合的過程可分為血腫機化期、原始骨痂形成期和骨痂改造塑形期。骨折初期，因周圍血管遭到破壞，伴隨血液流變學改變以及局部形成低氧微環(huán)境，斷端處生成血腫，同時釋放大量炎性因子及骨生長因子。研究顯示，這一階段促進了骨髓間充質(zhì)干細胞（BMSCs）的增殖、分化和遷移，BMSCs能夠特異性分化為成骨細胞（osteoblast，OB），在早期為骨再生提供了條件。也有學者指出，血腫的實質(zhì)是包裹著豐富網(wǎng)狀纖維蛋白的血凝塊，是早期骨再生的支架，隨著血腫機化生成具有膠原纖維的成纖維細胞，初步將骨折斷端連接在一起。新生的毛細血管與成骨細胞可以依靠這種纖維蛋白支架進入骨折斷端，成骨細胞通過毛細血管提供的氧氣、營養(yǎng)、生長因子等，不斷分泌類骨質(zhì)，經(jīng)過礦化后形成原始的骨痂。最終在成骨細胞骨生成作用與破骨細胞的骨改建共同作用下完成骨折斷端的修復。在這一動態(tài)的過程中需要多種細胞及其細胞因子參與調(diào)控，并且需要在正確的時間和地點募集合適的細胞以及相關(guān)基因的繼發(fā)表達[4]。

隨著現(xiàn)代研究的不斷深入，對骨折愈合的研究已經(jīng)進入了細胞分子層面，文獻研究證實血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）、成纖維細胞生長因子 (FGF)、血小板衍生生長因子 (PDGF)、血小板衍生生長因子 (PDGF)、骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMPs）等各類骨生長因子一定程度上均能促進骨愈合。有文獻研究[5]指出骨組織的再生中心是成骨與血管生成之間的相互作用，骨折斷端形成血管支架以便為組織提供氧氣、生長因子以及營養(yǎng)。同時也有學者認為骨折后局部形成低氧微環(huán)境從而激活以低氧誘導因子（HIF）為主的信號通路，通過調(diào)控下游基因以及對骨系細胞的直接作用，產(chǎn)生多系統(tǒng)、多層次的協(xié)調(diào)效應對骨折愈合起著關(guān)鍵作用[6,7]。

3 中醫(yī)藥促進骨折愈合的相關(guān)研究

3.1 單味中藥

3.1.1 植物藥

骨碎補，性溫、味苦，歸肝腎經(jīng)，具有補腎強骨、續(xù)傷止痛的功效?，F(xiàn)代藥理學研究表明，骨碎補在骨折愈合中有14種有效活性成分、55個靶基因，由靶基因組成74個功能富集以及101條網(wǎng)絡(luò)通路，其中以柚皮苷（Naringin,NG)為主的總黃酮成分主要通過加速骨痂的形成，改善骨代謝，從而促進骨折愈合，提高愈合質(zhì)量[8,9]。王慶豐等[10]發(fā)現(xiàn)，骨碎補總黃酮能促進小鼠誘導膜中血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）和骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2（BMP-2）的表達，加快微小血管的生成并誘導成骨。Feng Lin等[11]研究發(fā)現(xiàn)柚皮苷能夠促進細胞趨化因子合成并且通過激活Ras信號通路增強間充質(zhì)干細胞（MSCs）的遷移來加快骨折的愈合。

川續(xù)斷，性微溫，味苦、辛，歸肝腎經(jīng)，具有補肝腎、強筋骨、續(xù)折傷等功效。川續(xù)斷總皂苷作為主要成分之一，對骨折愈合和抗骨質(zhì)疏松起著重要作用。黃媛、毛晴等[12,13]研究發(fā)現(xiàn)川續(xù)斷皂苷Ⅵ可以通過干預骨髓間充質(zhì)干細胞（BMSCs）的JNK信號通路促進BMSCs向成骨細胞分化，使成骨細胞增殖、提高骨鈣量以及堿性磷酸酶（ALP）活性。陳磊等[14]認為續(xù)斷能降低血清中炎性因子水平，如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白介素-1（IL-1）等，減少對破骨細胞的刺激使其活性降低，通過影響成骨與破骨間的動態(tài)平衡關(guān)系來促進骨折愈合。

3.1.2 動物藥

鹿茸，味甘、咸，性溫，歸肝腎經(jīng)，具有功效為壯腎陽、益精血、強筋骨等作用。鹿茸中包含多種生長因子，其中以鹿茸多肽為主要成分，在免疫系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、神經(jīng)損傷等方面能夠發(fā)揮重要作用[15]。朱文赫等[16]通過建立家兔下頜骨缺損模型，對其使用鹿茸多肽-膠原蛋白/殼聚糖復合材料，4周后實驗組動物有新骨生成，血清中VEGF呈高表達，并在第8周觀察到骨缺損部位骨小梁明顯增加。劉繼華等[17]將高濃度的鹿茸多肽通過肌肉注射給小鼠骨折模型，發(fā)現(xiàn)血清中堿性磷酸酶（ALP）、胰島素樣生長因子-1(IGF-1)以及抗折彎能力均增長。研究顯示，鹿茸多肽促進成骨細胞分化、成熟及礦化的作用途徑可能是通過ERK和PI3K/Akt介導的胰島素信號通路來實現(xiàn)的[18]。

土鱉蟲，味咸、性寒有小毒，歸肝經(jīng)，具有破血散瘀、接骨續(xù)筋的功效。土鱉蟲含有多種蛋白質(zhì)、氨基酸、生物堿、微量元素，其現(xiàn)代藥理作用包括：抗凝血、抗腫瘤、耐低氧、促進骨折愈合等[19]。目前土鱉蟲中有效活性成分尚不清楚，但大量研究表明其水解提取物對心腦血管疾病以及外科疾病有著顯著作用。王晶等[20]提取土鱉中水溶性和脂溶性成分，通過體外培養(yǎng)成骨前體細胞MC3T3-E1發(fā)現(xiàn)，25℃土鱉蟲水提物對細胞增殖的影響高達39.8%。

3.1.3 礦物藥

自然銅，味辛性平，歸肝經(jīng)，經(jīng)過火煅醋淬后能夠減少副作用，增強散瘀止痛，接骨續(xù)筋的功效。本藥雖名為“自然銅”，但實際來源于自然界中開采的黃鐵礦，其主要成分是二硫化鐵（FeS2），以及少量的銅、鋅等金屬元素[21]。現(xiàn)代研究表示自然銅經(jīng)過炮制后，能夠補充人體內(nèi)金屬微量元素，增加酶活性，加速成骨細胞的成熟、礦化。進一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)其機制可能是FeS2通過與胃液中的H+結(jié)合產(chǎn)生硫化氫（H2S）進而激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激效應，增加堿性磷酸酶活性，促進成骨細胞的骨生成作用[22]。易學良等[23]通過培養(yǎng)大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞比較自然銅與硫氫化鈉（NaHS）對其分化的影響，發(fā)現(xiàn)自然銅組ALP、鈣結(jié)節(jié)表達水平較NaHS組均顯著表達，認為FeS2可能是促進骨折愈合的有效成分，同時Cu、Mn、Zn的金屬離子也起到促進鈣鹽沉積、膠原纖維合成、提高酶活性的作用。目前有關(guān)自然銅促進骨折愈合的有效成分仍處于研究階段，并且其藥物開采受各地方因素影響，成分不一，對肝腎功能影響也存在爭議。盛紅楓等[24]將40例脾腎兩虛夾瘀的股骨干骨折術(shù)后骨不連的患者隨機分為兩組，分別予以自然銅合方與單純碳酸鈣D3治療，結(jié)果表示自然銅合方組患者骨折愈合的臨床療效、骨密度以及骨鈣素等相關(guān)骨代謝標志物水平均高于單純口服碳酸鈣D3組，而且兩組藥物均無肝腎功能損傷。

3.2 中藥復方

中醫(yī)學根據(jù)骨折的病因病機以及“腎主骨、生髓”理論，提出了中醫(yī)骨折分期治療原則，即早、中、后期辨證治療。骨折發(fā)生早期，骨斷筋傷，局部氣血運行失常，形成氣滯血瘀，為痛為腫，治療以活血化瘀，消腫止痛為主；中期骨痂開始生長，骨折斷端初步愈合，治療以接骨續(xù)筋、理氣養(yǎng)血和營為主；后期骨折斷端骨痂成熟，骨的生理功能逐漸恢復，當以強筋壯骨、補益肝腎為主。最新數(shù)據(jù)挖掘中藥復方治療骨折愈合的研究表示，中藥復方中以活血止痛、祛風濕、接骨續(xù)筋、補益肝腎類藥物在臨床上最常見[25]。

3.2.1 復元活血湯

臨床研究表示，骨折及骨折術(shù)后疼痛患者口服非甾體類抗炎藥物有一定程度改善，但也存在加重出血傾向、導致骨折不愈合的負面影響，但服用復元活血湯的患者未觀察到不良反應發(fā)生且疼痛改善率高達95.23%[26]。方浩等[27]發(fā)現(xiàn)復元活血湯能夠有效減少脛腓骨骨折患者下肢腫脹程度，降低TNF-α從而緩解炎癥反應，并增加VEGF和BMP-2的表達，對骨折早期愈合具有促進作用，同時早期干預患者的凝血功能，減少了術(shù)后下肢深靜脈血栓的發(fā)生率。此外，還有學者發(fā)現(xiàn)本方對改善術(shù)后發(fā)熱、脊柱骨折術(shù)后腹脹便秘具有顯著作用[28]。

3.2.2 和營止痛湯

出自于《傷科補要》，具有活血通經(jīng)，祛瘀生新的功效由赤芍、歸尾、川芎、蘇木、陳皮、乳香、桃仁、續(xù)斷、烏藥、沒藥、木通、甘草組成。李貞等[29]發(fā)現(xiàn)股骨頸骨折患者服用和營止痛湯明顯提升血清中ALP、BMP-2、VEGF、IGF-1、TGF等成骨相關(guān)因子的表達水平。趙信用[30]研究發(fā)現(xiàn)跟骨骨折術(shù)后患者服用加味和營止痛湯能夠顯著降低跟骨皮膚壞死、感染的概率，并有助于恢復踝關(guān)節(jié)功能，認為方中當歸-川芎活血理氣、和營止痛，乳香、沒藥散瘀消腫、祛腐生肌，因此對于骨折伴有軟組織損傷的患者具有良好的療效。此外，還有學者發(fā)現(xiàn)和營止痛湯對于肌腱斷裂、韌帶損傷有著良好的治療效果[31,32]。這些發(fā)現(xiàn)提示和營止痛湯可能在骨折治療過程中擅長于“續(xù)筋”，但目前缺少現(xiàn)代藥理學證據(jù)以及相關(guān)研究，其臨床價值有待于深入挖掘。

3.2.3 補腎活血湯

出自于《傷科大成》，以活血止痛、補腎壯筋為主要功效，其方由熟地黃、補骨脂、菟絲子、杜仲、肉蓯蓉、枸杞子、山萸肉、獨活、當歸、紅花、沒藥組成，是治療骨折損傷后期，肝腎虛弱主要方劑之一。岳志軍等[33]通過建立“中藥-化合物-靶點-疾病”的可視化網(wǎng)絡(luò)，總結(jié)出補腎活血湯中活性化合物171種，與骨代謝相關(guān)的靶點166個，其核心化合物對骨再生、抗炎等方面發(fā)揮積極作用。余麗娟等[34]發(fā)現(xiàn)補腎活血湯可能激活了Runx2、OCN等成骨相關(guān)基因的表達，高劑量的含藥血清將BMSCs中ALP的活性提升了近1.5倍，鈣鹽沉積增加，明顯促進了BMSCs向成骨細胞的分化，礦化。范榮等[35]發(fā)現(xiàn)補腎活血湯在促進骨折愈合的同時降低了全血黏稠度、血漿黏度以及血小板聚集率等血液流變學相關(guān)指標，預防血栓形成，并且促進骨折斷端毛細血管生成，增加血管通透性，為骨的再生與修復提供了必要條件。

4 總結(jié)與展望

隨著社會生產(chǎn)力機械化與人口老齡化的加速，創(chuàng)傷性骨折、病理性骨折呈逐年上升趨勢，骨折后疼痛、腫脹、愈合以及并發(fā)癥嚴重影響患者的生活質(zhì)量及身心健康。盡管內(nèi)固定手術(shù)為骨折愈合提供了生物學環(huán)境和力學結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，然而其愈合機制十分復雜，臨床效果尚有待提高。因此，如何加速骨折愈合的時間與提高骨折愈合的質(zhì)量是當代骨科臨床醫(yī)生備受關(guān)注的臨床問題之一?，F(xiàn)代醫(yī)學對骨折愈合過程中細胞、分子、信號通路等機制研究已取得一定進展，結(jié)合臨床提出AO理論與BO理論，發(fā)明了多種新型骨折術(shù)式、內(nèi)固定鋼板、生物學支架、人工填充物等，但作用仍然局限于骨折斷端局部與有創(chuàng)操作，并且還要面對手術(shù)后感染、血栓、不愈合的風險。中醫(yī)學基于“整體觀念”與“辨證論治”的理論，注重從全身角度分析疾病，提出了骨折“瘀去、新生、骨合”的過程與“中醫(yī)骨折分期治療”原則，在骨折愈合方面提供了極大的幫助。借鑒前期臨床實踐及文獻調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)中醫(yī)藥能夠發(fā)揮多層次、多效應、多靶點治療作用，并且相關(guān)不良反應罕有報道。加之現(xiàn)代藥理學的不斷深入，使得中醫(yī)藥的作用大放異彩，但中醫(yī)理論的骨折愈合相關(guān)病機病理研究仍有不足，中醫(yī)藥成分機制尚不清晰。不斷深入研究骨折愈合的中醫(yī)病因病機，明確中醫(yī)藥有效成分的相關(guān)機理，這對傳承、弘揚、發(fā)展新時代的中醫(yī)學理論及治療方法有著極大的意義。