孫立春,陳振雨,張維娜,冷向峰

(青島大學醫(yī)學院附屬醫(yī)院醫(yī)學美容中心,山東青島 266003)

軟骨膜對兔肋軟骨自體移植后基質與組織形態(tài)學影響

孫立春,陳振雨,張維娜,冷向峰

(青島大學醫(yī)學院附屬醫(yī)院醫(yī)學美容中心,山東青島 266003)

目的了解軟骨膜對兔肋軟骨自體移植后基質與組織形態(tài)學的影響。方法分別將帶軟骨膜與不帶軟骨膜的兔自體肋軟骨進行皮下埋置移植,6個月后觀察兩種肋軟骨長度、質量和體積,并進行組織學觀察,檢測糖胺聚糖(GAG)和膠原的含量。結果移植后6個月,帶軟骨膜與不帶軟骨膜的肋軟骨移植后均成活并生長,長度、質量和體積均較移植前顯著增加(t＝3.393～3.823,P＜0.05);帶有軟骨膜的軟骨長度、質量和體積均顯著高于不帶軟骨膜的軟骨(t＝2.994～3.429,P＜0.05);帶有軟骨膜的軟骨GAG及膠原含量顯著高于不帶軟骨膜的軟骨(t＝3.786、3.547,P＜0.05)。結論軟骨自體移植后可成活并生長,而帶軟骨膜移植能夠使軟骨的成活及生長情況更良好。

軟骨;骨膜;移植,自體;組織學

軟骨缺損是臨床常見病之一,多由于損傷或退變造成[1]。軟骨自身缺乏修復能力,需要通過手術進行修復[2],而使用自體骨軟骨移植是修復軟骨缺損的有效方法[3]。由于肋軟骨具有數(shù)量多、取材安全、易成活等優(yōu)點,常作為自體移植的軟骨來源[4]。目前已有研究關于軟骨膜對肋軟骨移植后的成活質量是否有影響還存在著爭議[5]。在手術取用肋軟骨時,也常面臨著帶與不帶軟骨膜的選擇[6]。本研究通過觀察軟骨膜對兔肋軟骨自體移植后基質與組織形態(tài)學的影響,探討軟骨膜在肋軟骨移植中的作用。

1 材料與方法

1.1 材料

動物選用3～4月齡SPF級健康新西蘭大白兔,體質量為3.0～3.5 kg,購于青島市藥檢所。主要儀器為自體骨軟骨移植器械(Smith&Nephew,英國)。

1.2 動物模型的建立

取10只大白兔,使用30 mg/kg戊巴比妥鈉耳緣靜脈注射麻醉,若術中出現(xiàn)清醒跡象,再補充注射10 mg。麻醉成功后,胸腹部及背部備皮、消毒、鋪巾。取左側肋弓斜行切口,全層切開,徹底止血,將6、7肋軟骨連同軟骨膜一起取出,仔細分離,避免氣胸發(fā)生。將肋軟骨由中間分為等長的兩段(長度約為1 cm),一段去除軟骨膜,另一段保留軟骨膜,帶軟骨膜者為實驗組,不帶軟骨膜者為對照組,每組2塊肋軟骨。測量肋軟骨長度、質量、體積后,分別于背部的兩側對應部位進行皮下埋置,實驗組與對照組軟骨分置兩側,各為20塊;同側切口間距約1 cm,兩側切口應用5-0絲線逐層間斷縫合。術后每日肌注青霉素40萬單位預防感染。動物放入籠中,待清醒后自由活動。保持正常飲食的供應,每12 h進行光暗循環(huán)。

1.3 檢測指標及方法

1.3.1 移植后大體形態(tài)測量 移植6個月后取出埋置的軟骨,對其長度、質量和體積再次進行測量。

1.3.2 組織學切片的制備 將取材樣品置于模具上,根據(jù)所需的位置,用刀片切取需要包埋的區(qū)域, 40 g/L甲醛固定,梯度濃度乙醇脫水后,置于二甲苯中透明,將樣品進行石蠟浸潤包埋、切片、展片,置于45℃水中,用載玻片進行撈片,置金屬烤片塊上烤片。二甲苯、無水乙醇脫石蠟,重新水化,行蘇木精精-伊紅染色,再次脫水、透明后封片,顯微鏡下觀察。淺層結構放大100倍,深層結構放大20倍。

1.3.3 生化檢查 選取移植6個月后動物軟骨樣本的深層部分,應用兔糖胺聚糖(GAG)ELISA試劑盒測定GAG含量,兔羥脯氨酸ELISA試劑盒測定膠原含量。

1.4 統(tǒng)計學分析

2 結 果

2.1 術后移植區(qū)及供骨區(qū)的形態(tài)觀察

10只動物均存活且傷口愈合良好,無并發(fā)癥。移植6個月后肉眼觀察,兩組軟骨與周圍組織的粘連均較為牢固,肋軟骨呈現(xiàn)半透明乳白色。供骨區(qū)則無軟骨再生,而由纖維結締組織充填。

2.2 軟骨膜對移植后軟骨長度、質量及體積影響

移植6個月后,與移植前比較,實驗組與對照組軟骨長度、質量及體積均增加,差異有顯著意義(t＝3.393～3.823,P＜0.05);移植后實驗組軟骨長度、質量及體積均顯著高于對照組,差異有顯著性(t＝2.994～3.429,P＜0.05)。見表1。

2.3 移植后組織學觀察

光鏡下觀察,移植6個月后,實驗組及對照組均可觀察到軟骨細胞大多分散在基質的小腔中,腔壁為較厚的軟骨囊;軟骨中部的細胞一般呈較規(guī)則的圓形,向外則逐漸呈橢圓形;位于軟骨深部的軟骨細胞群則指示軟骨生長的部位;軟骨細胞周圍基質濃度最高,外周由纖維結締組織環(huán)繞,其中有部分血管。兩組軟骨深層部位均存在少部分的壞死以及局部基質分離現(xiàn)象。實驗組軟骨可見軟骨膜增生的細胞層排列正常,而對照組軟骨周圍則由結締組織形成纖維膜。

2.4 兩種軟骨GAG及膠原含量的比較

實驗組GAG及膠原含量均顯著高于對照組,差異有顯著性(t＝3.786、3.547,P＜0.05)。見表2。

表1 兩組移植后軟骨長度、質量及體積比較(n＝20,±s)

_組別___分期___長度(l/mm)___質量(m/mg)體積(V/mm3)對照組移植前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實驗組移植前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 移植后兩組GAG及膠原含量比較(n＝18,±s)

____組別__________GAG(ω/10－3)膠原(ω/10－3)對照組74.3±17.1 161±15 ___實驗組___________8________________________________________ 6.7±18.9 224±18

3 討 論

移植軟骨中,肋軟骨的優(yōu)勢在于數(shù)量較多,取材較安全,且無血管分布,通常被認為缺乏免疫系統(tǒng)監(jiān)視,所以移植成活率較高,因此是自體移植的主要來源之一[7-9]。然而,肋軟骨移植后是否能夠成活及其成活質量直接關系到病人的康復效果,因此臨床努力提升肋軟骨移植的成活率[10-11]。

本研究中肉眼觀察顯示,移植后軟骨呈半透明乳白色,與周圍組織的粘連均較為牢固;組織學檢查顯示,實驗組及對照組移植6個月后的軟骨細胞已大多分散在基質的小腔中,且多數(shù)呈較規(guī)則的圓形,向外則逐漸呈橢圓形,外周由纖維結締組織環(huán)繞,其中已有部分血管;此外,實驗組及對照組軟骨的長度、質量和體積均有顯著增加,說明軟骨移植時無論帶或者不帶軟骨膜均可成活并生長。這與STOLL等[12]報道結果相同。然而,實驗組及對照組軟骨深層部位均存在少部分的壞死,也有局部基質分離現(xiàn)象,說明移植的軟骨并非完全成活。如何避免出現(xiàn)這種少量的壞死仍有待于進一步研究。

目前,關于軟骨膜的研究報道很多,包括應用軟骨膜移植的方法修復缺損的關節(jié)軟骨,取得了一定的臨床效果[13]。有國內的學者認為,肋軟骨膜游離移植到軀體其他部位時,仍具備一定的再生軟骨能力[14]。但關于軟骨膜對肋軟骨移植后的成活質量是否有影響結果不一,手術時也存在是否保留軟骨膜的考慮[15]。

本研究結果顯示,移植后6個月,帶有軟骨膜的軟骨長度、質量和體積3個指標均顯著高于不帶軟骨膜的軟骨,說明帶有軟骨膜可以讓軟骨生長的更快;帶有軟骨膜的軟骨GAG及膠原含量顯著高于不帶軟骨膜的軟骨,說明帶有軟骨膜的軟骨生長情況更良好,進一步證明移植時保留軟骨膜能夠促進軟骨移植后的生長。DUNCAN等[16]研究結果支持上述觀點,他們認為大量的軟骨細胞壞死原因在于沒有軟骨膜的存在。由于軟骨膜對移植物起到保護作用,可以使移植軟骨免受周圍組織破壞侵蝕,所以軟骨膜對軟骨細胞的成活和維持移植物的形態(tài)起著至關重要的作用。

軟骨移植后的成活率和成活質量對預后有重要作用,而帶有軟骨膜的軟骨移植目前仍處于探索階段。隨著臨床研究和新材料研制的進展,軟骨膜將得到更高質量的移植,為軟骨移植帶來更好的效果。

[1]FIRAT C,GURLEK A,AYDIN N E,et al.Viability of cartilage grafts in various forms[J].The Journal of Craniofacial Surgery,2011,22(5):1666-1670.

[2]ZANG M Q,ZHANG Q X,DAVIS G,et al.Perichondrium directed cartilage formation in silk fibroin and chitosan blend scaffolds for tracheal transplantation[J].Acta Biomaterialia, 2011,7(9):3422-3431.

[3]劉愛良,李寧毅.透明質酸鈉對兔顳下頜關節(jié)軟骨急性損傷治療的效果[J].齊魯醫(yī)學雜志,2003,18(1):26-28.

[4]周程沛,曹安,方春抒,等.新鮮自體與異體骨軟骨移植修復兔關節(jié)軟骨缺損的比較[J].中國組織工程研究與臨床康復, 2009,13(15):2833-2836.

[5]NIGRO M V,FRIEDHOFER H,NATALINO R J,et al.Comparative analysis of the influence of perichondrium on conjunctival epithelialization on conchal cartilage grafts in eyelid Reconstruction:experimental study in rabbits[J].Plastic and Reconstructive Surgery,2009,123(1):55-63.

[6]姜珊,陳振雨,朱月華,等.兔肋軟骨膜對肋軟骨移植后生物力學性能影響的研究[J].中國美容醫(yī)學,2012,21(4):579-581.

[7]熊祥,王先成,聶芳菲,等.兔耳軟骨移植擴增與塑形的實驗研究[J].中國現(xiàn)代手術學雜志,2012,16(3):166-170.

[8]夏玉軍,楊美玲,沈若武.創(chuàng)傷性骨關節(jié)炎軟骨組織CD11、CD54和TNF-α表達及意義[J].青島大學醫(yī)學院學報,2008, 44(5):385-387.

[9]HAFEZI F,BATENI H,NAGHIBZADEH B,et al.Diced ear cartilage with perichondrial attachment in rhinoplasty:a new concept[J].Aesthetic Surgery Journal/the American Society for Aesthetic Plastic Surgery,2012,32(7):825-832.

[10]張治家.帶骨膜軟骨與不帶骨膜軟骨自體異位移植的實驗研究[D].南京:東南大學,2008.

[11]TAYLAN FILINTE G,AKAN M,BILGIC I,et al.Chondrogenic effect of the perichondrium graft on the internal derangement and osteoarthritis of the temporomandibular joint of the rabbit[J].Journal of Cranio-maxillo-facial Surgery:Official Publication of the European Association for Cranio-Maxillo-Facial Surgery,2011,39(5):351-358.

[12]STOLL D,FURNAS D W.The growth of cartilage transplants in baby rabbits[J].Plast Recontr Surg,1970,45:356-359.

[13]劉愛良,李寧毅.顳下頜關節(jié)軟骨損傷原因及其治療[J].青島大學醫(yī)學院學報,2003,39(2):218-220.

[14]孫健,李寧毅.軟骨膜及骨膜移植修復關節(jié)面軟骨缺損的現(xiàn)狀[J].青島大學醫(yī)學院學報,2001,37(3):263-265.

[15]TU T Y,YANG A H.Ossification of newly generated cartilage from the perichondrium of auricular cartilage grafted in rabbit tympanic bullae[J].Journal of Otolaryngology-Head& Neck Surgery,2010,39(4):433-439.

[16]DUCAN M J,IHOMPSON H G,MANCER J F.Free cartilage grafts:the role of perichondrium[J].Plast Reconstr Surg, 1984,73:916.

(本文編輯 黃建鄉(xiāng))

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

孫立春(1985-),男,碩士研究生。

陳振雨(1962-),男,教授,碩士生導師。