正常及人工牵拉矫形术后骺板超微结构研究
作者：王丽 陈亚平 李向印 李杰 雷建章
单位：050017石家庄，河北医科大学电镜实验中心(王丽、李向印、雷建章)，附属第三医院儿骨科(陈亚平、李杰)
关键词：
骺板是位于骨干和骨骺间的片状软骨层 骺板是位于骨干和骨骺间的片状软骨层。从发育分化上看，骺板具有单向性软骨细胞增生及长骨增长发育的特点；本文应用扫描电镜技术,对比分析正常及人工牵拉矫形术儿童骺板软骨组织的超微构筑特点。
材 料 方 法
一、材料来源
1.对照组:11岁男童离体新鲜胫骨近端骺板一例;13岁女童胫骨远端骺板一例。分别按骺板的边缘区、近中心区及中心区三带切取样品，注意沿骨纵轴方向标志定位。0.9%生理盐水清洗,2.5%戊二醛液固定。
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2.实验手术组:11岁男童截肢后残肢胫骨远端,人工牵拉分离术后的骺板,取材同上。施行牵拉术时完全模拟临床术式进行，先在骺板上下端各打入直径2.0 mm克氏针,置于骺板牵拉装置的骨延长支架上,间断施加压力24小时(最高载荷为560 N)。
二、电镜制样
1.表面扫描制样法:取上述已固定的骺板软骨样品,清洗后,经系列酒精脱水,醋酸异戊酯中间液置换,CO2临界点干燥,离子镀膜机IB-3内离子溅射镀膜,日立S-520扫描电镜观察摄影。
2.冷冻割断扫描制样法：新鲜样品0.9%生理盐水洗,入1%锇酸处理,磷酸缓冲液清洗,25%～50%二甲基亚砜浸渍,液氮冷冻割断,软化细胞内基质和组织导电处理。然后进行同上的脱水、干燥、镀膜处理和电镜观察。
观 察 结 果
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一、正常对照骺板
自骺侧至干骺侧依次可分辨渐进性三区，即软骨细胞静止区(储备期)、增殖区和肥大区，肥大区紧连干骺端成骨区(图1)。胶原纤维在骺侧者(主要是静止区)一般较粗大,且粗细不一,粗者达0.35 μm,细者仅0.05 μm。纤维有分支，彼此交织成网，走向一般无规律，仅个别视野内可见呈纵行、横行或放射状的趋势。再向深部相当于软骨细胞增殖区,由于本区的细胞均为纵列成行的细胞柱, 所以胶原纤维束的走向均与长骨纵轴平行,胶原纤维也较粗大,每束纤维的分支呈锐角状,纤维直径0.25～1.8 μm(图2)。骺板的干骺侧属软骨细胞肥大区，软骨细胞位于肥大的软骨陷窝内，胶原纤维呈稀疏的束状，网眼也不规则，纤维稍变细，直径约0.2～0.5 μm(图3)。
三、实验手术组
施行骨延长术的牵拉分离处理后,骺侧胶原纤维的走向一般未见明显变化(图4)，仍交织成网，虽偶见纵向或斜向趋势，但主体部分仍无定向性，纤维直径0.1～0.7 μm;本区的细胞较小、较少、较扁。中间区纤维具有明显的定向性，与骨长轴纵向平行，可见纤维断端(图5)，各纤维的分支呈锐角伸出并相互交织。干骺侧胶原纤维构筑变化明显,走向与牵拉施力的纵向平行,纵束内可见斜行或环形纤维，纵束的每一纤维也有锐角分支并交织成网,束间的间隙为肥大软骨细胞存在部位的陷窝。有牵拉分离后的断端可见大小间隙及纤维断端(图6)。
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讨 论
一般认为胶原纤维具有较强的抗拉力性，例如肌腱胶原纤维可承受6 kg/mm2的拉力,但其牵张延伸性则仅为其长度的5%,所以当实施牵拉术式时,因加时和加载软骨胶原纤维及基质在难于承受负荷情况下,当然会出现不同大小的人为断离间隙,后者则正是预期施行矫形治畸时的临床目的之一。有了这种人工分离后，才得以利用骺板单向生长的延伸填补特性,达到下一步骨的延长或成角的矫正。另外在实验中发现，骺软骨呈现间断性分离的部位，一般均发生在骺板的干骺侧,作者认为此处既是软骨陷窝肥大和基质纵隔薄弱的低抗应力区，也是骺板软骨的单向生长区，从临床意义上讲，这种生物性巧合，正好是骺板矫正和修复的理想区。按照已有的临床观察来看，这种利用骨延长支架造成骺板组织学分离的术式，除操作简便外，还可避免骨桥形成、骺弧早闭、肌肉萎缩以及并发骨不连接等并发症，并且更有利于缩短肢畸形以及缺或成角畸形的治疗周期，在儿骨病康复医学中具有十分重要的基础理论及临床应用意义,值得广泛推广。
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图1 骺板软骨组织局部。上部为骺板的软骨细胞增殖区，中部为软骨细胞肥大区，下部为干骺端成骨区 ×600
图2 骺板增殖区的胶原原纤维 ×12000
图3 骺板肥大区胶原原纤维 ×100OO
图4 牵拉分离处理后骺板骨骺侧(软骨细胞静止区)的胶原原纤维。仍呈交织网状 ×10000
图5 牵拉分离处理后骺板中间部位(软骨细胞增殖区)的胶原原纤维，可见原纤维的断端 ×10 000
图6 牵拉分离处理后骺板于骺侧(软骨细胞肥大区)的胶原原纤维，可见断裂间隙 ×2000
(收稿 1997-11-25 修回 1998-05-08), http://www.100md.com
单位：050017石家庄，河北医科大学电镜实验中心(王丽、李向印、雷建章)，附属第三医院儿骨科(陈亚平、李杰)
关键词：
骺板是位于骨干和骨骺间的片状软骨层 骺板是位于骨干和骨骺间的片状软骨层。从发育分化上看，骺板具有单向性软骨细胞增生及长骨增长发育的特点；本文应用扫描电镜技术,对比分析正常及人工牵拉矫形术儿童骺板软骨组织的超微构筑特点。
材 料 方 法
一、材料来源
1.对照组:11岁男童离体新鲜胫骨近端骺板一例;13岁女童胫骨远端骺板一例。分别按骺板的边缘区、近中心区及中心区三带切取样品，注意沿骨纵轴方向标志定位。0.9%生理盐水清洗,2.5%戊二醛液固定。
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2.实验手术组:11岁男童截肢后残肢胫骨远端,人工牵拉分离术后的骺板,取材同上。施行牵拉术时完全模拟临床术式进行，先在骺板上下端各打入直径2.0 mm克氏针,置于骺板牵拉装置的骨延长支架上,间断施加压力24小时(最高载荷为560 N)。
二、电镜制样
1.表面扫描制样法:取上述已固定的骺板软骨样品,清洗后,经系列酒精脱水,醋酸异戊酯中间液置换,CO2临界点干燥,离子镀膜机IB-3内离子溅射镀膜,日立S-520扫描电镜观察摄影。
2.冷冻割断扫描制样法：新鲜样品0.9%生理盐水洗,入1%锇酸处理,磷酸缓冲液清洗,25%～50%二甲基亚砜浸渍,液氮冷冻割断,软化细胞内基质和组织导电处理。然后进行同上的脱水、干燥、镀膜处理和电镜观察。
观 察 结 果
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一、正常对照骺板
自骺侧至干骺侧依次可分辨渐进性三区，即软骨细胞静止区(储备期)、增殖区和肥大区，肥大区紧连干骺端成骨区(图1)。胶原纤维在骺侧者(主要是静止区)一般较粗大,且粗细不一,粗者达0.35 μm,细者仅0.05 μm。纤维有分支，彼此交织成网，走向一般无规律，仅个别视野内可见呈纵行、横行或放射状的趋势。再向深部相当于软骨细胞增殖区,由于本区的细胞均为纵列成行的细胞柱, 所以胶原纤维束的走向均与长骨纵轴平行,胶原纤维也较粗大,每束纤维的分支呈锐角状,纤维直径0.25～1.8 μm(图2)。骺板的干骺侧属软骨细胞肥大区，软骨细胞位于肥大的软骨陷窝内，胶原纤维呈稀疏的束状，网眼也不规则，纤维稍变细，直径约0.2～0.5 μm(图3)。
三、实验手术组
施行骨延长术的牵拉分离处理后,骺侧胶原纤维的走向一般未见明显变化(图4)，仍交织成网，虽偶见纵向或斜向趋势，但主体部分仍无定向性，纤维直径0.1～0.7 μm;本区的细胞较小、较少、较扁。中间区纤维具有明显的定向性，与骨长轴纵向平行，可见纤维断端(图5)，各纤维的分支呈锐角伸出并相互交织。干骺侧胶原纤维构筑变化明显,走向与牵拉施力的纵向平行,纵束内可见斜行或环形纤维，纵束的每一纤维也有锐角分支并交织成网,束间的间隙为肥大软骨细胞存在部位的陷窝。有牵拉分离后的断端可见大小间隙及纤维断端(图6)。
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讨 论
一般认为胶原纤维具有较强的抗拉力性，例如肌腱胶原纤维可承受6 kg/mm2的拉力,但其牵张延伸性则仅为其长度的5%,所以当实施牵拉术式时,因加时和加载软骨胶原纤维及基质在难于承受负荷情况下,当然会出现不同大小的人为断离间隙,后者则正是预期施行矫形治畸时的临床目的之一。有了这种人工分离后，才得以利用骺板单向生长的延伸填补特性,达到下一步骨的延长或成角的矫正。另外在实验中发现，骺软骨呈现间断性分离的部位，一般均发生在骺板的干骺侧,作者认为此处既是软骨陷窝肥大和基质纵隔薄弱的低抗应力区，也是骺板软骨的单向生长区，从临床意义上讲，这种生物性巧合，正好是骺板矫正和修复的理想区。按照已有的临床观察来看，这种利用骨延长支架造成骺板组织学分离的术式，除操作简便外，还可避免骨桥形成、骺弧早闭、肌肉萎缩以及并发骨不连接等并发症，并且更有利于缩短肢畸形以及缺或成角畸形的治疗周期，在儿骨病康复医学中具有十分重要的基础理论及临床应用意义,值得广泛推广。
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图1 骺板软骨组织局部。上部为骺板的软骨细胞增殖区，中部为软骨细胞肥大区，下部为干骺端成骨区 ×600
图2 骺板增殖区的胶原原纤维 ×12000
图3 骺板肥大区胶原原纤维 ×100OO
图4 牵拉分离处理后骺板骨骺侧(软骨细胞静止区)的胶原原纤维。仍呈交织网状 ×10000
图5 牵拉分离处理后骺板中间部位(软骨细胞增殖区)的胶原原纤维，可见原纤维的断端 ×10 000
图6 牵拉分离处理后骺板于骺侧(软骨细胞肥大区)的胶原原纤维，可见断裂间隙 ×2000
(收稿 1997-11-25 修回 1998-05-08), http://www.100md.com