软骨膜对兔肋软骨自体移植后基质与组织形态学影响

孙立春,陈振雨,张维娜,冷向峰

(青岛大学医学院附属医院医学美容中心,山东青岛 266003)

软骨膜对兔肋软骨自体移植后基质与组织形态学影响

孙立春,陈振雨,张维娜,冷向峰

(青岛大学医学院附属医院医学美容中心,山东青岛 266003)

目的了解软骨膜对兔肋软骨自体移植后基质与组织形态学的影响。方法分别将带软骨膜与不带软骨膜的兔自体肋软骨进行皮下埋置移植,6个月后观察两种肋软骨长度、质量和体积,并进行组织学观察,检测糖胺聚糖(GAG)和胶原的含量。结果移植后6个月,带软骨膜与不带软骨膜的肋软骨移植后均成活并生长,长度、质量和体积均较移植前显著增加(t＝3.393～3.823,P＜0.05);带有软骨膜的软骨长度、质量和体积均显著高于不带软骨膜的软骨(t＝2.994～3.429,P＜0.05);带有软骨膜的软骨GAG及胶原含量显著高于不带软骨膜的软骨(t＝3.786、3.547,P＜0.05)。结论软骨自体移植后可成活并生长,而带软骨膜移植能够使软骨的成活及生长情况更良好。

软骨;骨膜;移植,自体;组织学

软骨缺损是临床常见病之一,多由于损伤或退变造成[1]。软骨自身缺乏修复能力,需要通过手术进行修复[2],而使用自体骨软骨移植是修复软骨缺损的有效方法[3]。由于肋软骨具有数量多、取材安全、易成活等优点,常作为自体移植的软骨来源[4]。目前已有研究关于软骨膜对肋软骨移植后的成活质量是否有影响还存在着争议[5]。在手术取用肋软骨时,也常面临着带与不带软骨膜的选择[6]。本研究通过观察软骨膜对兔肋软骨自体移植后基质与组织形态学的影响,探讨软骨膜在肋软骨移植中的作用。

1 材料与方法

1.1 材料

动物选用3～4月龄SPF级健康新西兰大白兔,体质量为3.0～3.5 kg,购于青岛市药检所。主要仪器为自体骨软骨移植器械(Smith&Nephew,英国)。

1.2 动物模型的建立

取10只大白兔,使用30 mg/kg戊巴比妥钠耳缘静脉注射麻醉,若术中出现清醒迹象,再补充注射10 mg。麻醉成功后,胸腹部及背部备皮、消毒、铺巾。取左侧肋弓斜行切口,全层切开,彻底止血,将6、7肋软骨连同软骨膜一起取出,仔细分离,避免气胸发生。将肋软骨由中间分为等长的两段(长度约为1 cm),一段去除软骨膜,另一段保留软骨膜,带软骨膜者为实验组,不带软骨膜者为对照组,每组2块肋软骨。测量肋软骨长度、质量、体积后,分别于背部的两侧对应部位进行皮下埋置,实验组与对照组软骨分置两侧,各为20块;同侧切口间距约1 cm,两侧切口应用5-0丝线逐层间断缝合。术后每日肌注青霉素40万单位预防感染。动物放入笼中,待清醒后自由活动。保持正常饮食的供应,每12 h进行光暗循环。

1.3 检测指标及方法

1.3.1 移植后大体形态测量 移植6个月后取出埋置的软骨,对其长度、质量和体积再次进行测量。

1.3.2 组织学切片的制备 将取材样品置于模具上,根据所需的位置,用刀片切取需要包埋的区域, 40 g/L甲醛固定,梯度浓度乙醇脱水后,置于二甲苯中透明,将样品进行石蜡浸润包埋、切片、展片,置于45℃水中,用载玻片进行捞片,置金属烤片块上烤片。二甲苯、无水乙醇脱石蜡,重新水化,行苏木精精-伊红染色,再次脱水、透明后封片,显微镜下观察。浅层结构放大100倍,深层结构放大20倍。

1.3.3 生化检查 选取移植6个月后动物软骨样本的深层部分,应用兔糖胺聚糖(GAG)ELISA试剂盒测定GAG含量,兔羟脯氨酸ELISA试剂盒测定胶原含量。

1.4 统计学分析

2 结 果

2.1 术后移植区及供骨区的形态观察

10只动物均存活且伤口愈合良好,无并发症。移植6个月后肉眼观察,两组软骨与周围组织的粘连均较为牢固,肋软骨呈现半透明乳白色。供骨区则无软骨再生,而由纤维结缔组织充填。

2.2 软骨膜对移植后软骨长度、质量及体积影响

移植6个月后,与移植前比较,实验组与对照组软骨长度、质量及体积均增加,差异有显著意义(t＝3.393～3.823,P＜0.05);移植后实验组软骨长度、质量及体积均显著高于对照组,差异有显著性(t＝2.994～3.429,P＜0.05)。见表1。

2.3 移植后组织学观察

光镜下观察,移植6个月后,实验组及对照组均可观察到软骨细胞大多分散在基质的小腔中,腔壁为较厚的软骨囊;软骨中部的细胞一般呈较规则的圆形,向外则逐渐呈椭圆形;位于软骨深部的软骨细胞群则指示软骨生长的部位;软骨细胞周围基质浓度最高,外周由纤维结缔组织环绕,其中有部分血管。两组软骨深层部位均存在少部分的坏死以及局部基质分离现象。实验组软骨可见软骨膜增生的细胞层排列正常,而对照组软骨周围则由结缔组织形成纤维膜。

2.4 两种软骨GAG及胶原含量的比较

实验组GAG及胶原含量均显著高于对照组,差异有显著性(t＝3.786、3.547,P＜0.05)。见表2。

表1 两组移植后软骨长度、质量及体积比较(n＝20,±s)

_组别___分期___长度(l/mm)___质量(m/mg)体积(V/mm3)对照组移植前9.828±0.401 131±18.757 0.062±0.013移植后12.901±0.747 163±21.271 0.071±0.007实验组移植前9.804±0.369 132±15.862 0.063±0.016 ________移植后_15.103±0.317__191±13.624_________________ 0.089±0.015

表2 移植后两组GAG及胶原含量比较(n＝18,±s)

____组别__________GAG(ω/10－3)胶原(ω/10－3)对照组74.3±17.1 161±15 ___实验组___________8________________________________________ 6.7±18.9 224±18

3 讨 论

移植软骨中,肋软骨的优势在于数量较多,取材较安全,且无血管分布,通常被认为缺乏免疫系统监视,所以移植成活率较高,因此是自体移植的主要来源之一[7-9]。然而,肋软骨移植后是否能够成活及其成活质量直接关系到病人的康复效果,因此临床努力提升肋软骨移植的成活率[10-11]。

本研究中肉眼观察显示,移植后软骨呈半透明乳白色,与周围组织的粘连均较为牢固;组织学检查显示,实验组及对照组移植6个月后的软骨细胞已大多分散在基质的小腔中,且多数呈较规则的圆形,向外则逐渐呈椭圆形,外周由纤维结缔组织环绕,其中已有部分血管;此外,实验组及对照组软骨的长度、质量和体积均有显著增加,说明软骨移植时无论带或者不带软骨膜均可成活并生长。这与STOLL等[12]报道结果相同。然而,实验组及对照组软骨深层部位均存在少部分的坏死,也有局部基质分离现象,说明移植的软骨并非完全成活。如何避免出现这种少量的坏死仍有待于进一步研究。

目前,关于软骨膜的研究报道很多,包括应用软骨膜移植的方法修复缺损的关节软骨,取得了一定的临床效果[13]。有国内的学者认为,肋软骨膜游离移植到躯体其他部位时,仍具备一定的再生软骨能力[14]。但关于软骨膜对肋软骨移植后的成活质量是否有影响结果不一,手术时也存在是否保留软骨膜的考虑[15]。

本研究结果显示,移植后6个月,带有软骨膜的软骨长度、质量和体积3个指标均显著高于不带软骨膜的软骨,说明带有软骨膜可以让软骨生长的更快;带有软骨膜的软骨GAG及胶原含量显著高于不带软骨膜的软骨,说明带有软骨膜的软骨生长情况更良好,进一步证明移植时保留软骨膜能够促进软骨移植后的生长。DUNCAN等[16]研究结果支持上述观点,他们认为大量的软骨细胞坏死原因在于没有软骨膜的存在。由于软骨膜对移植物起到保护作用,可以使移植软骨免受周围组织破坏侵蚀,所以软骨膜对软骨细胞的成活和维持移植物的形态起着至关重要的作用。

软骨移植后的成活率和成活质量对预后有重要作用,而带有软骨膜的软骨移植目前仍处于探索阶段。随着临床研究和新材料研制的进展,软骨膜将得到更高质量的移植,为软骨移植带来更好的效果。

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(本文编辑 黄建乡)

EFFECT OF COSTAL PERICHONDRIUM ON MATRIX AND HISTOMORPHOLOGY AFTER AUTOGRAFT OF COSTICARTILAGE IN RABBITS

SUN Lichun,CHEN Zhenyu,ZHANG Weina,LENG Xiangfeng (The Affiliated Hospital of Qingdao University Medical College,Qingdao 266003,China)

ObjectiveTo explore the influence of perichondrium on matrix morphology and histology in rabbit after rib autotransplantation.MethodsThe rabbit cartilages with and without perichondrium were embedded in their own subcutaneous tissues.The transplanted cartilages were observed 6 months later for the length,quality and volume,and histology as well.The content of GAG and collagen were detected.ResultsSix months after the transplantation,all the cartilages with or without perichondrium survived and grew,the length,quality and volume increased as compared with before(t＝3.393－3.823,P＜0.05), the above parameters of with-perichondrium cartilages were much higher than that of without-perichondrium ones(t＝2.994－3.429,P＜0.05).The content of GAG and collagen in the rib cartilages with perichondrium was obviously higher than that in the ones without perichondrium(t＝3.786,3.547;P＜0.05).ConclusionThe rabbit rib cartilages are able to live and grow after autotransplantation,those with perichondrium will live and grow much better.

cartilage;periosteum;transplantation,autologous;histology

R622＋.9

A

1008-0341(2013)04-0334-03

10.11712/qlyx201304017

2013-01-26;

2013-06-06

孙立春(1985-),男,硕士研究生。

陈振雨(1962-),男,教授,硕士生导师。