新西蘭大白兔脛骨骨延長模型制作的實(shí)驗(yàn)研究

潘源城　林然　陳順有　張韜　陳惠敏

【摘要】 目的：制作新西蘭大白兔的脛骨骨延長動(dòng)物模型，為臨床上治療骨延長提供實(shí)驗(yàn)理論依據(jù)。方法：將30只成年新西蘭大白兔制作成脛骨外固定架骨延長模型，自制骨延長外固定器安裝于右側(cè)脛骨上后，于脛腓骨中段截骨，其中截骨時(shí)保護(hù)脛骨外側(cè)骨膜的連續(xù)性，靜息期1周后開始進(jìn)行骨延長，分別于術(shù)后第7、14、28天拍攝X片對比觀察脛骨骨延長區(qū)骨痂生長情況，并取脛骨標(biāo)本進(jìn)行肉眼大體觀察。結(jié)果：脛骨標(biāo)本X線檢查，14 d骨延長區(qū)域呈較高密度、不均勻影像，新生骨質(zhì)區(qū)與脛骨骨干連接部分邊界模糊，與遠(yuǎn)端骨干連接部分邊界較清，尚存臺(tái)階，外層皮質(zhì)尚未完全連續(xù)，可見部分新生骨痂生長。28 d延長區(qū)域呈高密度、均勻影像，新生骨質(zhì)區(qū)與兩斷端邊界模糊，外層皮質(zhì)連續(xù)，可見大量新生骨痂生長。脛骨標(biāo)本肉眼觀察：14 d骨延長區(qū)域骨質(zhì)相對連續(xù)，連接相對完整，見骨痂生長，新生骨遠(yuǎn)端尚有部分缺損，未完全填充骨缺損區(qū);28 d骨延長區(qū)域骨質(zhì)連續(xù)，連接完整，骨痂量多，新生骨兩端界線模糊。結(jié)論：脛骨截骨及外固定架固定可以有效地建立兔脛骨骨延長模型。

【關(guān)鍵詞】 骨延長術(shù); 外固定架; 兔; 模型

doi：10.14033/j.cnki.cfmr.2019.11.077 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B 文章編號(hào) 1674-6805（2019）11-0-02

骨延長術(shù)是一種主要被用于糾正各種原因，包括先天發(fā)育不良、創(chuàng)傷、骨腫瘤等引起的骨短縮或骨缺失的手術(shù)技術(shù)[1-2]。通過將骨斷端之間的距離緩慢延長達(dá)到形成新骨的目的。然而，臨床上由于存在延長區(qū)骨痂形成不良、愈合時(shí)間長、關(guān)節(jié)屈曲攣縮等缺點(diǎn)[3-4]，使該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用受到一定的限制。因此，研究骨延長區(qū)的成骨方式和新骨形成規(guī)律對于探討骨延長區(qū)的成骨機(jī)制進(jìn)而尋找促進(jìn)骨延長區(qū)愈合的方法有重要意義。本實(shí)驗(yàn)選擇新西蘭大白兔建立脛骨截骨延長、外固定架固定的動(dòng)物模型，運(yùn)用X線檢查等手段評(píng)定動(dòng)物骨延長模型的制作。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

選擇3月齡清潔級(jí)新西蘭大白兔30只，均為雌性，體重2.1～2.5 kg，平均（2.3±0.2）kg。由福建中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供[許可證編號(hào)：syxk（閩）2014-0006]。

1.2 方法

利用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字方法，將30只新西蘭大白兔隨機(jī)編號(hào)并分為3組，每組10只。剃凈右下肢毛，用面罩吸入麻醉。取左側(cè)臥位，在無菌條件下于右側(cè)脛骨中段做長約1.0 cm的縱向切口，鈍性分離脛前肌，選用3 mm的克氏針，用電鉆于脛骨處鉆出數(shù)孔后，將脛骨折斷，骨膜保持完整，即形成經(jīng)皮的骨膜下低能截骨術(shù)。分別在脛骨折斷平面上下各1.5 cm及0.5 cm處穿放4組克氏針（直徑1.2 mm），安裝外固定架。清創(chuàng)后縫合切口，無菌敷料包扎，將兔子的頭用環(huán)形圍脖固定，以防咬到手術(shù)傷口，術(shù)后注射青霉素預(yù)防感染。術(shù)后第7天開始進(jìn)行骨延長，通過調(diào)節(jié)外架上的螺母，早晚各延長1次，每次延長距離為0.50 mm，共延長7 d，總延長7.00 mm。分別于術(shù)后第7、14、28天從3組兔子中隨機(jī)選取一組處死。

1.3 觀察指標(biāo)

術(shù)后第7天X線觀察截骨端對位對線情況。第14、28天X線及肉眼觀察骨延長區(qū)的修復(fù)情況。

2 結(jié)果

脛骨標(biāo)本X線檢查：術(shù)后第7天截骨端對位對線良好，見圖1。14 d骨延長區(qū)域呈較高密度、不均勻影像，新生骨質(zhì)區(qū)與脛骨骨干連接部分邊界模糊，與遠(yuǎn)端骨干連接部分邊界較清，尚存臺(tái)階，外層皮質(zhì)尚未完全連續(xù)，可見部分新生骨痂生長，見圖2。28 d延長區(qū)域呈高密度、均勻影像，新生骨質(zhì)區(qū)與兩斷端邊界模糊，外層皮質(zhì)連續(xù)，可見大量新生骨痂生長，見圖3。

脛骨標(biāo)本肉眼觀察：14 d骨延長區(qū)域骨質(zhì)相對連續(xù)，連接相對完整，見骨痂生長，新生骨遠(yuǎn)端尚有部分缺損，未完全填充骨缺損區(qū);28 d骨延長區(qū)域骨質(zhì)連續(xù)，連接完整，骨痂量多，新生骨兩端界線模糊。

3 討論

骨延長術(shù)在許多骨科疾病的治療中得到了很好的應(yīng)用，但是對其新骨形成的確切機(jī)制的認(rèn)識(shí)仍存在許多爭議[1-2]。因此，骨延長動(dòng)物模型的準(zhǔn)確建立有助于了解其再生骨組織發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制，為臨床治療提供理論基礎(chǔ)。

目前已有許多動(dòng)物模型用來研究骨延長。Makarov等[5]對山羊的脛骨進(jìn)行截?cái)喙茄娱L，制備骨延長模型;Forriol等[6]將2～3個(gè)月的小羊左脛骨用骨鑿進(jìn)行經(jīng)皮截骨后進(jìn)行延長;Stogov等[7]將30只狗的前下肢脛骨進(jìn)行截骨延長，采用快速的3 mm/d的速率以獲得（14.5±0.8）%的延長長度。有研究將11只雌性綿羊的右側(cè)脛骨進(jìn)行延長至15 mm后，再進(jìn)行骨搬運(yùn)手術(shù)，觀察其愈合組織形成時(shí)間[8]。Wee等[9]利用電動(dòng)牽引對6只綿羊進(jìn)行脛骨延長。不同的骨延長的方式各有利弊，大多數(shù)骨延長的實(shí)驗(yàn)研究中通常采用骨膜切開截骨術(shù)[10-12]。本研究中的截骨方式的優(yōu)點(diǎn)是可保持骨膜完整。因早期研究表明膜內(nèi)骨化的主要機(jī)制是從中心纖維間帶以均勻的礦化梯度直接形成新骨，并可快速重建出等效的宏觀和微觀結(jié)構(gòu)[13]。保留骨膜可促進(jìn)成骨，骨膜的完整性對該手術(shù)造模成功率起到了關(guān)鍵作用，故在操作時(shí)采用克氏針低能量鉆孔，不經(jīng)過電鋸或線鋸，而直接通過手動(dòng)破骨，該操作需要術(shù)者對常規(guī)手術(shù)操作非常熟練，并且還要具備一定的經(jīng)驗(yàn)[14]。故該步驟主要由本科室富有臨床經(jīng)驗(yàn)的主任醫(yī)師進(jìn)行操作，肢體延長術(shù)中保證延長區(qū)新生骨的生長是判定延長手術(shù)成功的關(guān)鍵，然而新骨生長不僅跟骨膜、血運(yùn)、截骨位置有關(guān)還與延長速率和生物力學(xué)等因素有關(guān)。延長速率影響骨再生的質(zhì)量，生物力學(xué)刺激包括生理性和機(jī)械性，機(jī)械性主要與延長器的固定剛度有關(guān)，所以器械的合理選擇對骨生長具有重要作用。由于兔子的骨硬度跟人的相比具有明顯的差距，合適的器械配合合理的延長速率是延長成功的主要原因。實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ驮诘?8天的X線上可見延長區(qū)域呈高密度、均勻影像，新生骨質(zhì)區(qū)與兩斷端邊界模糊，外層皮質(zhì)連續(xù)，大量新生骨痂生長，肉眼見骨質(zhì)連續(xù)，連接完整，骨痂量多，新生骨兩端界線模糊，可以為后期骨延長動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究提供基礎(chǔ)理論依據(jù)。本研究的局限在于僅用X線評(píng)估新骨形成，只有當(dāng)骨密度明顯增加時(shí)才可以在X線平片上顯示。故后期研究可通過CT檢查及骨密度測量來評(píng)估骨皮質(zhì)的連續(xù)情況。

總之，本研究所建立的骨延長動(dòng)物模型，符合骨延長的要求，可以認(rèn)為是可靠而實(shí)用的實(shí)驗(yàn)性動(dòng)物模型。

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