针刺矫治骨折后肘内翻畸形的实验研究

向　谊　黄伯灵等

向谊黄伯灵张俊聂明赵小寅徐立群潘仁智

(南京市中医院,江苏210001;南京军区总医院;厦门市中医院)摘要通过在家兔肱骨下端内侧骨骺部形成不全骨折的手术方法,造成家兔肘部迟缓内翻模型。将44只模型家兔随机分成实验组与对照组。并将针刺组与不做任何治疗组相比,以及治疗不同时间段相比,观察针刺矫治动物内翻畸形的形态学及生物化学的改变,并采用计算机多参数测量技术进行大样本细胞图像定量分析,证实通过针刺刺激可促使生长滞缓侧骨骺部的软骨细胞、骨母细胞的增生繁殖,达到了矫治内翻畸形的目的。

主题词畸形/针灸疗法肘骨折/并发症

肘内翻畸形是儿童肘部骨折常见的并发症,发生率约在30%～70%之间,国内外至今尚未有非手术矫治该畸形的方法。近年来。我们在临床上采用针刺方法矫治该畸形获得满意疗效的基础上^[1,2],又通过对骨折后发生肘内翻畸形的模型家兔分组进行了针刺治疗及对照观察,探讨了针刺矫治动物前肢肘内翻畸形的形态学及生物化学方面的变化。现将实验方法及结果报告如下。

1材料和方法

1.1实验动物模型的制备

采用南京军区总医院动物试验中心提供的出生40天的新西兰雄性家兔44只,平均体重1.05±0.32 kg,分批氯胺酮肌肉注射麻醉后,取动物左前肢肘内侧切口,分离皮下组织,在其肱骨下端内侧骨骺部(距内上髁5 mm处)用手术刀造成宽约1 mm,深约4 mm,横贯肱骨下端内侧的切口,使肱骨下端骨骺部形成不完全性骨折,压迫止血后,缝合皮肤,不采用外固定置饲养笼饲养40天。每10天将造模家兔固定于自制兔摄片架,两前肢采用1 kg重铁砣牵引使其肘关节处于伸直位,拍摄正位X线片,并在X线片上画线测量每只家兔内翻畸形后的肱骨角角度:即肱骨纵轴线与肱骨肘关节联线的外侧角,该角内翻时加大,外翻时缩小,且受前肢位置变化的影响较小^[3]。40天测量后显示:造模家兔左前肢肘关节肱骨角已由造模前的平均90.31±1.89度,翻为97.07±2.06度,经统计学处理,造模家兔左前肢肱骨角不论与造模前相比,抑或与未造模之右前肢相比,差异均有高度显著性意义(P<0.01)。

1.2分组与治疗情况

将44只出生80天左右,左前肢内翻畸形家兔,随机抽取4只留作生化测定之模型0天测量值作对照,其余随机分成实验与对照2组,每组20只。分组后对两组兔的体重与内翻角度进行了统计学处理,两组间差异无显著性意义(P>0.05)。实验组家兔,使用自制木质治疗架固定,每日对其左前肢肱骨下端内侧髁前、后缘,相当于人体穴位小海与少海二穴部位,各刺入一针,深达骨骺,连接G 6805电针仪,连续疏密微波电流以针柄微微颤动为宜,留针30分钟,每只兔总计针刺40次,对照组家兔则不进行任何治疗,两组家兔饲养条件完全相同。

1.3观察方法

1.3.1X线片测量

针刺前与每针刺10次即对实验与对照两组家兔摄片1次,在X线片上画线测量肱骨角角度,观察畸形纠正情况。

1.3.2光镜、电镜观察

针刺治疗后每10天分别处死实验与对照组家兔各3只,分别取材制作光镜与电镜观察标本,其方法是将左肱骨下端骨骺部位标本分为3个区:不全骨折及周围为1区;1区远端部分别包括内侧关节面骨骺生长区、侧面骨骺生长区为2区;与2区对称的外侧关节面骨骺生长区,侧面骨骺生长区为3区(见图1);本实验主要将针刺实验组左肱骨下端2区与3区及对照组左肱骨下端2区进行对照观察。实验组左肱骨下端2区为针刺治疗区,3区及对照组左肱骨下端2区均为未经针刺治疗的对照组观察区。光镜标本采用HE染色,常规切片及部分采用含整个肱骨下端骨骺1,2,3区之大切片。除进行组织形态学观察外,还进行计算机细胞图象测定。电镜观察采用0.2 mol磷酸缓冲液配制的戊二醛固定液脱钙后固定制成电镜标本,日立透射电镜下观察。

1.3.3生化测定

针刺治疗前第0天处死内翻模型兔4只,以后在针刺治疗后第20,40天分别处死实验与对照组家兔各4只;另取未造模出生80天的雄性家兔4只,处死后作为正常未造模家兔之对〖LL〗照。以上家兔处死后,将左前肢肱骨下端骨骺内外侧分为1和2两区,右前肢肱骨下端内侧骨骺为3区,将1,2,3区的前部分取下测氨基己糖,后部分测钙。针刺组1区是针刺刺激区,对照组1区无针刺刺激,取材部位分区如图2。氨基己糖的测定采用改变的Blmenkrantz法^[4],钙的测定采用MTB法^[5]。

1.3.4肱骨下端肱骨角的标本测量

所有处死家兔在取标本前均先去除附着于两前肢肱骨上的肌肉与韧带,分置量角器上,测量其左右肱骨下端肱骨角的角度,按处死日期分组统计两组动物内翻角度纠正情况。

2结果

2.1X线片测量情况

针刺矫治10,20,30,40天后与对照组相比肱骨角改善情况见表1。

经统计学处理,实验组自针刺矫治第10天起与对照组相比,差异即有显著性意义(P<0.05),第20天起差异有非常显著性意义(P<0.01);治疗10,20,30,40天之间疗效比较,0天与10天及20天与30天之间改善畸形速度较快,与其它时间段相比较,有统计学意义(P<0.05)。而对照组因未采用任何矫治手段,故治疗前后肱骨角基本无改变。2.2光镜观察结果

针刺10天后,左肱骨下端2区与同肢3区相比:(1)生长带^[6]静止区细胞生长活跃,数目增多,层次增加,排列密集,其下方柱状排列的软骨细胞变大、深染、排列紧密,常见双核软骨细胞,软骨细胞柱占骨骺生长板1/2以上,可达3/5。(2)成熟带软骨样组织面积增大、变宽,软骨细胞较多,体积增大,常见双核细胞,胞浆丰富、嗜碱,细胞间有丰富的软骨基质,嗜碱异染有钙化。(3)变形带软骨成骨功能活跃,见较多的新生骨样组织,骨样组织周围见较多的丰富的骨母细胞围绕,骨母细胞体积大、核大、胞浆丰富、嗜碱性,细胞立方或低柱状,部分区域多层排列或簇状排列。骨样组织互相连接成网,骨样组织间血管较丰富。变形带变宽。(4)再塑带原始编织骨形成活跃,面积增大,骨母细胞体积大,核大、胞浆丰富、嗜碱性。细胞立方或低柱状,部分区域呈簇状排列。

针刺20天后,以上过程进一步明显增强,尤以软骨内成骨、原始编织骨形成并连接成网更为明显。骨骺相对进一步增宽。

针刺30天后,与20天组相似。

针刺40天后,与30天相比,骨生成过程有退潮形态,但与3区相比,功能仍较活跃,骨骺生长板较3区宽1/4到1/3。其骨样组织形成,特别是编织骨形成及改建比较明显。

总之,与3区相比,左肱骨下端针刺治疗2区其细胞增生活跃,软骨成骨过程明显增强,致骨骺生长板变厚。

对照组左肱骨下端2区:10～40天,骨骺生长板较实验组左肱骨下端2区薄窄,与实验组左肱骨下端3区较接近。20天后可见到功能较为活跃的软骨细胞生长带,柱状排列的软骨细胞较肥大,软骨样组织较多,软骨内成骨较明显,骨样组织周骨母细胞较肥大,排列尚紧密,部分区域可见簇状排列。

2.3计算机细胞图像测定

对针刺20天时的实验组2区与3区典型病例进行了计算机细胞图像测量分析(因30天组与20天组相似,40天组骨生成过程已有退潮形态,故选择20天组进行)。

将2区侧面骨骺生长区、内侧关节面骨骺生长区及3区侧面骨骺生长区、外侧关节面骨骺生长区病理组织图像输入计算机通过计算机病理图像分析系统进行多参数测量,包括:(1)细胞平均面积、等效直径、周长测量,细胞体积越大,说明细胞生长越活跃;(2)测量细胞在单位面积一致的图像中所占面积比例,所占比例越大,说明细胞越密集,生长越活跃。测量结果见表2。

经计算机病理图像分析系统检测分析结果显示:2区与3区不论是侧面或关节面,其细胞平均面积、直径、周长两区相比差异均有极显著性意义(P<0.01)。

2.4电镜观察结果

仍以针刺实验组左肱骨下端2区与3区及对照组左肱骨下端2区进行对照观察。

实验组左肱骨下端2区:针刺10天,骨小梁边缘骨母细胞明显增多,核中常染色质丰富,胞质内含大量呈板层状排列的粗面内质网,少量线粒体。

20天到30天,多处可见呈复层状排列的骨母细胞。核常染色质丰富,胞质丰富,内含大量粗面内质网。

40天骨小梁边缘骨母细胞数量减少,复层状排列少见,大多呈立方状、单层排列,胞质中粗面内质网仍较丰富。

实验组左肱骨下端3区:10～40天骨生长状况基本一致,骨小梁边缘亦见骨母细胞存在,大部分骨母细胞呈扁平状,核呈杆状或椭圆形,胞质少,含中量粗面内质网。

对照组左肱骨下端2区:10天时可见骨小梁边缘少数骨母细胞核异染色质增多,常染色质减少,部分内质网池扩张,并见胞质空泡化。骨细胞胞质中出现较多大小不一的空泡,粗面内质网较少。20～40天时骨小梁边缘存在骨母细胞活跃区和不活跃区,活跃区骨母细胞较肥胖,胞质丰富,内含大量粗面内质网;不活跃区骨母细胞呈扁平状,但胞质中粗面内质网仍较丰富。

2.5生化测定

结果见表3。从表3知未造模之正常空白组氨基己糖、钙含量与文献报道^[7,8]一致;造模兔0天,1区因造模后骨骺生长发生滞缓,氨基己糖与钙含量均较未造模组及造模0天组2,3区降低;针刺组20天1区氨基己糖比0天1区略高,针刺组40天则比0天1区显著增高(方差分析獸值检验,P<0.01),钙则有下降趋势;20天的针刺组区间比较,1区氨基己糖较其它区略高,40天的针刺组区间比较,1区氨基己糖较它区显著增高(P<0.01),而钙含量已趋基本一致。结果表明:针刺骨骺能促使氨基己糖显著升高,能促进肘部生长滞缓侧骨骺的生长。

2.6肱骨下端肱骨角的标本测量

测量分批处死后的实验与对照组家兔肱骨下端肱骨角角度。其角度测量结果见表4。

由表4得知,实验组较对照组肱骨下端肱骨角内翻改善显著,两组差异有显著和非常显著性意义(P<0.05,P〖WTBZ〗<0.01)。

3讨论

采用针刺矫治骨折后肘内外翻畸形,经采用家兔前肢迟缓型肘内翻模型,并随机分为实验与对照两组,结合X线片、光镜、电镜、生化观察,认为用针刺方法刺激内翻侧骨骺区来加速肱骨下端内侧面骨骺与内侧关节面骨骺的生长速度矫治肘内翻,其疗效是确切的。过去有大量文献报告生长激素和甲状腺素可明显促进骺板软骨细胞的增殖和软骨基质的形成,但本研究所做的工作并非在整体上去促进骺软骨的生长,而是采用了仅仅在肘部针刺生长滞缓侧,放弃另一侧的方法去调节、加快该滞缓侧骨骺的生长速度来矫治畸形。本研究证实其矫形原理是因为针刺刺激可以促使该区软骨细胞、骨母细胞的增生繁殖,致该侧骨骺变宽、骨骺生长板变厚,最终矫正了内翻畸形。

在进行针刺矫形时我们还曾对1例未造模之正常家兔的左肱骨下端内侧骨骺进行了40次针刺试验,经10,20,30,40天4次摄片未发现其原正常的角度有明显变化,切片光镜观察亦未见明显异常,显示采用针刺矫治内翻畸形,可能仅对原有骨骺生长滞缓者有效或疗效明显。

一旦发生肘内外翻畸形后,过去非手术治疗是无效的。传统的手术方法是采用肱骨髁上楔形截骨术矫治,手术创伤大,儿童难以接受,术中若采用了钢板内固定,因螺丝钉对骨骺的长期刺激还可能引起两髁发育不平衡而再度出现畸形。采用针刺矫治肘内翻畸形,不仅可以避免发生上述现象,且无创伤,有较高的临床使用与推广价值,对其它一些骨骺疾病,如膝内外翻、矮小症等亦提供了一种有益的治疗思路。

4参考文献

1黄伯灵,刘永年,庞俊,等.针刺治疗肱骨髁上等骨折后肘内外翻畸形37例.中国医药学报,1990;(6):36

2黄伯灵,刘永年,庞俊,等.针刺矫治骨折后肘内外翻畸形52例.中国针灸,1997;(11):689

3贾秋林.骨科X线基础.哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,1984:59

4Blnmenkrantz N.an Assay for Total Hexosamine and a Differential Assay for Glucosamins and Galactosamine.Chin Biochem 1976;9:269

5王铁三.临床检验操作过程.南京:东南大学出版社,1991

6刘子君.骨关节病理学.北京:人民卫生出版社,1992:15

7Ogilvie JW.J Pediate Orthop,1986;6:147

8李蓓君,徐达,朱秀玲,等.生长过程中骨骺的生化改变.中华骨科杂志,1989;5:369

(收稿日期:19990920,齐淑兰发稿)