曲馬多對大鼠創傷骨折及脆性骨折愈合的影響

王一寒，張 超，董宇啟，張天浩，董英海

(上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院，上海200127)

臨床上，中老年患者因骨質疏松導致脆性骨折 時，常因伴有心腦血管等疾病不能耐受手術而不得不采取保守治療，需要服用鎮痛藥物緩解骨折疼痛以提高生活質量。有研究者認為部分骨折術后規范服用鎮痛藥物可以提高功能愈后［1］。目前，非甾體類鎮痛藥物延緩骨折愈合已得到了文獻的驗證［2］。但中樞性鎮痛藥物對骨折愈合的影響，尤其是對因骨質疏松導致的脆性骨折愈合有何影響尚缺乏足夠的論證。本文以鹽酸曲馬多為研究對象，從組織學和生物力學的角度觀察其對骨折愈合的影響。

1 材料與方法

1.1 材料 8個月齡雌性SD大鼠120只(上海斯萊克實驗動物有限責任公司提供，合格證號SCXK(滬)2003-0003)，體質量300～320 g，自由進食顆粒飼料，室溫控制在19～22℃，12 h間隔照明，定期消毒和通風。鹽酸曲馬多購買于北京萌蒂制藥有限公司，雙氯芬酸鈉購買于寧波斯邁克制藥有限公司。多功能全自動熒光顯微鏡(AxioplanⅡ型)、AxioCam數碼相機(分辨率1 200萬像素，3 900×3 090)、KS400 圖像分析系統(Kontron System，Ver 3.0)為德國Zeiss公司產品，萬能材料力學實驗機(Autograph，SLBL-1kN型)為日本Shimadzu公司產品。

1.2 方法 大鼠120只隨機分為創傷骨折模型組、脆性骨折模型組各60只。創傷骨折模型組再分為A、B、C 3個亞組，脆性骨折模型組再分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3個亞組，每組20只，分別采用曲馬多、雙氯芬酸鈉、生理鹽水干預。

1.2.1 建立骨質疏松及創傷骨折模型 ①骨質疏松模型:水合氯醛3 mL/kg腹腔麻醉，備皮后行腹腔正中縱行切口，長約3 cm。逐層切開暴露腹腔內臟器，用無菌棉簽分別向兩側尋找子宮末端，完全切除附著于子宮末端的雙側卵巢組織，徹底止血，回納腹腔臟器后逐層關閉切口。術后均青霉素80萬U肌注，2次/d，連續使用3 d。術后自由活動和進食3個月。②創傷骨折模型:水合氯醛3 mL/kg腹腔麻醉，雙側股骨中段分別行縱行切口，切開皮膚、皮下組織及深筋膜。在肌間隙中分離暴露股骨，于股骨中點切開骨膜，橫行鋸斷股骨，隨即用直徑1.2 mm克氏針髓內固定，依次關閉切口。骨質疏松造模后3個月和創傷骨折模型組同時進行骨折造模，然后灌胃給藥，1次/d，給藥時間為術后當天至處死前1 d。藥物用量為:鹽酸曲馬多混懸液20 mg/(kg·d)、雙氯芬酸鈉混懸液5 mg/(kg·d)、生理鹽水10 mL/(kg·d)。

1.2.3 組織學觀察 術后第2、3、4、6周，從每組大鼠中隨機選取3只，處死后截取雙側股骨，剔除肌肉及周圍組織，將股骨中段及骨痂組織置于10%中性甲醛溶液固定(4℃)48 h，100 g/L的EDTA-2Na(pH=7.2，4℃)脫鈣3～4周，7 d更換1次脫鈣液。脫鈣滿意后，縱向石蠟包埋，5 μm切片，HE染色。多功能全自動熒光顯微鏡觀察，AxioCam數碼相機拍照，KS400圖像分析系統進行圖像分析，計算單位面積內新生骨小梁面積的比值(即新生骨小梁密度)。

1.2.4 生物力學檢測 術后第6周，拔出雙側股骨克氏針，用生理鹽水浸濕的紗布包裹股骨，置于－20℃冰箱保存備用。標本收齊后常溫下解凍，在萬能材料力學實驗機上用三點彎曲法檢測股骨骨折處最大載負荷。

1.2.5 統計學方法 采用SPSS10.0軟件進行統計分析，數據以±s表示，組間比較用單因素方差分析。P≤0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 組織學觀察結果 ①創傷骨折模型:A、C組術后第2周骨痂生長旺盛，以軟骨痂為主，新生骨小梁較多;第3、4周纖維骨痂向軟骨痂轉換的速度較快，骨小梁開始出現并逐漸增多，成骨細胞逐漸向骨細胞轉化;第6周骨痂開始塑形改造。B組術后第2周在骨折斷端間仍有較多的死骨及碎片，新生組織以纖維骨痂為主，骨小梁較少。與A、C組比較，B組第3、4、6周，纖維骨痂向軟骨痂轉換的速度較慢，新生骨小梁較少且較細，小梁間不連續，間距增寬;同時骨折后各時期骨小梁面積變化不明顯，軟骨細胞多，成骨細胞少且體積小。②脆性骨折模型:相比于創傷骨折模型，各組骨小梁密度顯著降低;Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組組織學表現與創傷骨折模型A、B、C組相同。

2.2 骨小梁密度檢測結果 創傷骨折模型不同時間點各組骨小梁密度見表1，脆性骨折模型不同時間點各組骨小梁密度見表2。

表1 創傷骨折模型不同時間點各組骨小梁密度(%，±s)

表1 創傷骨折模型不同時間點各組骨小梁密度(%，±s)

注:與 A 組比較，*P ＜0.05

組別 n 骨小梁密度術后2周 術后3周 術后4周 術后6周A 組 20 36.46 ±9.97 32.83 ±5.30 44.74 ±4.52 50.58 ± 4.74 B 組 20 21.47 ±2.25* 23.32 ±5.33* 23.86 ±4.94*29.50 ± 1.95*C 組 20 45.21 ±9.74 45.93 ±4.39 46.37 ±8.32 51.85 ±15.79

表2 脆性骨折模型不同時間點各組骨小梁密度(%，±s)

表2 脆性骨折模型不同時間點各組骨小梁密度(%，±s)

注:與 I組比較，*P ＜0.05

組別 n 骨小梁密度術后2周 術后3周 術后4周 術后6周Ⅰ組 20 11.97 ±3.43 20.69 ±5.22 34.23 ± 5.06 39.50 ±10.02Ⅱ組 20 4.77 ±1.77* 5.12 ±1.34*14.30 ± 5.27*24.06 ± 4.92*Ⅲ組 20 10.67 ±3.07 22.67 ±5.59 37.41 ±10.29 41.85 ±10.28

2.3 生物力學觀察結果 ①創傷骨折模型:術后6周，A、B、C 組生物力學強度值分別為(32.14±18.32)、(10.91 ±4.56)、(39.13 ±19.35)N;與 A、C組比較，B組生物力學強度明顯降低(P＜0.05)，A、C組生物力學強度比較無統計學差異(P＞0.05)。②脆性骨折模型:術后6周，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組生物力學強度值分別為(25.05 ±8.75)、(9.36 ±2.62)、(27.84 ±18.96)N，各組相對于骨折模型生物力學強度均有所降低(P均＜0.05);與Ⅰ、Ⅲ組比較，Ⅱ組生物力學強度明顯降低(P＜0.05)，Ⅰ、Ⅲ組生物力學強度比較無統計學差異(P＞0.05)。

3 討論

骨質疏松癥是一種以骨量降低和骨組織微結構破壞為特征，導致骨脆性增加和易于骨折的代謝性骨病，其嚴重后果是導致脆性骨折。有研究資料表明，國人每14人中有1人患不同程度的骨質疏松癥［3］，尤其是絕經后婦女發病率更高。雌性大鼠切除卵巢后，骨組織轉換加快，骨量減少，骨強度下降.這種特點類似于人正常絕經后的骨丟失狀態［4］，是常用制作骨質疏松模型的方法，但這種模型也有其局限性。首先，大鼠雖有著和人類相似骨代謝過程，但存在缺乏哈佛系統、沒有哈佛重建、骨骺閉合遲、骨重建周期較人類短暫等不同。其次，去勢模型可致卵巢間質細胞分泌缺失、負氮平衡、產生應激反應等，這些因素可能對檢測結果產生干擾［5］。此外，中老年患者另一個常見骨關節病是骨關節炎，其往往需要長期服用鎮痛藥物。美國風濕病協會提示，選擇性環氧化酚-2抑制劑是治療骨關節炎的一線鎮痛藥物，曲馬多是75歲以上患者的二線鎮痛藥物［6］。

本文組織學觀察結果顯示，雙氯芬酸鈉會影響創傷骨折及脆性骨折的愈合，表現為軟骨痂期的延長，成骨活動減少;而鹽酸曲馬多不影響兩種模型骨折端血腫機化和骨痂的形成改造。生物力學測試從宏觀角度評價骨折愈合的過程和強度，是檢測骨折愈合的金標準。顯示雙氯芬酸鈉降低了骨折愈合強度，延緩了骨折的愈合過程，而鹽酸曲馬多不存在類似的不良結果，表明創傷后和術后服用曲馬多鎮痛較安全。阿片類存在較多的不良反應，如成癮性，呼吸抑制，可出現惡心、嘔吐、便秘、瘙癢，胃排空延遲、性功能障礙、睡眠障礙、鎮靜等［7］，但不同的阿片類藥物伴隨的風險不盡相同［8］。鹽酸曲馬多是一種弱阿片類藥物，鎮痛效果約為嗎啡的1/6，能滿足大部分臨床止痛的需要;其優點是相對于傳統阿片類藥物，有著較低的成癮性［9］，常規劑量下不會產生呼吸抑制作用、便秘、尿潴留等，相對于其他阿片類藥物其引起骨折風險小，因而是一種較安全的阿片類藥物。

本研究選擇雙氯芬酸鈉作為陽性對照，因為有足夠的動物實驗證明非甾體類鎮痛藥對骨折以及骨質疏松引起的脆性骨折的愈合產生不利影響［10］，其機制是通過抑制環氧化酶的活性從而阻礙前列腺素的合成［11］，但這一影響在臨床實驗中缺乏足夠的證據［12］。本文的不足之處在于僅從動物實驗角度比較了曲馬多和雙氯芬酸鈉對創傷骨折及脆性骨折愈合的影響，未進行臨床實驗的比較和驗證;兩種骨折模型均是手術切開骨折造模，并未很好地模擬臨床創傷骨折和脆性骨折的發生機制;而且本實驗采用克氏針髓內固定，并未討論保守治療及鋼板固定等其他固定方式。因此，中老年患者脆性骨折合并骨關節炎時，其長期服用的鎮痛藥物對脆性骨折愈合有何影響，需要進一步討論。

［1］Chin RP，Ho CH，Cheung LP.Scheduled analgesic regimen improves rehabilitation after hip fracture surgery［J］.Clin Orthop Relat Res，2013，471(7):2349-2360.

［2］Brown KM，Saunders MM，Kirsch T，et al.Effect of COX-2-specific inhibition on fracture-healing in the rat femur［J］.J Bone Joint Surg Am，2004，86-A(1):116-123.

［3］趙偉業，董碧蓉，歐雪，等.骨質疏松藥物治療的新進展及循證證據［J］.中國骨質疏松雜志，2003，9(1):80-82.

［4］Chachra D，Lee JM，Kasra M，et al.Differential effects of ovariectomy on the mechanical properties of cortical and cancellous bones in rat femora and vertebrae［J］.Biomed Sci lnstrum，2000，36:123-128.

［5］李素萍.骨質疏松動物模型的研究現狀［J］.中國組織工程研究與臨床康復，2011，15(20):3767-3770.

［6］McCarberg B，Tenzer P.Complexities in the pharmacologic management of osteoarthritis pain［J］.Curr Med Res Opin，2013，29(5):539-548.

［7］Kurmis AP，Kurmis TP，O'Brien JX，et al.The effect of nonsteroidal anti-inflammatory drug administration on acute phase fracture-healing:a review［J］.J Bone Joint Surg Am，2012，94(9):815-823.

［8］Lee TK，Stupans I.Radioprotection:the non-steroidal anti-inflammatory drugs(NSAIDs)and prostaglandins［J］.J Pharm Pharmacol，2002，54(11):1435-1445.

［9］Geusens P，Emans PJ，de Jong JJ，et al.NSAIDs and fracture healing［J］.Curr Opin Rheumatol，2013，25(4):524-531.

［10］Bouloux GF.Use of opioids in long-termmanagement of temporomandibularjoint dysfunction［J］.J Oral Maxillofac Surg，2011，69(7):1885-1891.

［11］Solomon DH，Rassen JA，Glynn RJ，et al.The comparative safety of opioids for nonmalignant pain in older adults［J］.Arch Intern Med，2010，170(22):1979-1986

［12］Altman RD.Practical considerations for the pharmacologic management of osteoarthritis［J］.Am J Manag Care，2009，15(8 Suppl):S236-S243.