钻孔抽吸治疗兔实验性膝骨关节炎的组织病理学观察

【摘要】  目的 探讨钻孔抽吸兔实验性膝骨关节炎的组织病变化。方法 采用健康雄性家兔，按方法制作膝骨关节炎的模型，并抽髓腔血液作病理学观察。 结果 钻孔抽吸治疗组的骨内压随时间的延长而降低，软骨退变程度造模后8周与造模后5周相比有明显修复表现；空白对照组的骨内压随时间的延长变化不明显，软骨退变程度造模后8周与造模后5周相比有加重表现。结论 钻孔抽吸对兔实验性膝骨关节炎具有一定治疗作用。

【关键词】  骨性关节炎；病理学；钻孔抽吸

    ABSTRACT:   Objective  To study the histopathologic changes of transcranial punching aspiration on experimental knee osteoarthritis in rabbits. Methods  The model of knee osteoarthritis was established in rabbits and the histopathological changes of medulla cavity were observed. Results  Cartilage degeneration in blank control group was increased with time, and there was significant difference between 5th week and 8th week. Compared with blank control group, transcranial punding aspiration could significantly decrease bone intrinsic pressure, alleviate cartilage degeneration. Conclusion  Transcranial punching aspiration has therapeutic effect on experimental osteoarthritis.

    KEY WORDS:  Osteoarthritis;Pathology;Transcranial punching aspiration

    1938年Larsen首次提出骨内压与骨性关节炎发生关系密切[1]，临床报道钻孔减压可缓解疼痛，促进关节修复再生，延缓关节退行速度，但缺乏病理基础研究。为此，我科于2006年采用管型石膏伸直位制动右膝骨性关节炎（Osteoart hritis,OA）兔动物模型，探讨其组织病理学变化，为临床治疗提供理论依据。

    1  材料和方法

    1.1  实验动物

    成年健康雄性家兔32只，体质量2.0～2.5kg，购于贵阳医学院动物实验中心。将动物随机分为钻孔抽吸治疗组（A组）和空白对照组（B组），每组动物各16只。在实验期间两组动物的饲养条件相同。

    1.2  实验方法

    动物模型制备按文献[2]进行，取右侧膝关节，用管型石膏（8～10）层从踝关节上到大腿根部固定膝关节于伸直位，制动5周，即得到兔OA模型。治疗在造模后第6周开始，共治疗3周。A组:在第6周时予以钻孔，静脉麻醉下于股骨内髁上0.5cm处和胫骨结节内侧用骨髓活检穿刺针钻2个孔达髓腔，对通道采取开放。第7、8周对家兔采取钻孔并抽吸治疗，即在钻孔的基础上7、8周分别予以抽吸髓腔血液0.2ml和0.5ml，对通道采取自然开放。B组:不作任何治疗。

    1.3  骨内压测定

    使用上海产EI?P929生理压力测试仪。测试前先预热仪器15 min。A、B 组动物在造模前和造模后5、6、7、8周用戊巴比妥钠2.5ml/kg耳缘静脉注射麻醉，仰卧位固定于手术台上，两髋关节外展稍屈曲，双膝关节屈曲约30°，用骨髓活检穿刺针于股骨内髁上方约0.5cm处和胫骨结节内侧经皮质骨穿刺，进入髓腔后，拔除针芯，接上三通管和压力传感器，连上测定仪，并经三通管向内注入含2500U肝素的生理盐水0.5ml。调整仪器后进行测压，每个部位观察10min，取其均值。

    1.4  观察指标

    两组分别于造模前及造模后5、6、7、8周抽样作右股骨、胫骨骨内压测定，同期处死家兔取左、右侧膝关节软骨修成0.5cm×0.5cm×0.5cm大小组织块于1min内置于10%甲醛中固定，系列脱水、脱钙、常规石蜡包埋、切片、HE染色、备片供观察。

    1.5  统计学分析

    数据以±s表示，组间采用t检验。以P<0.05为差异有显著性意义。

    2  结  果

    2.1   两组骨内压变化的动态观察

    A组6周后股骨、胫骨骨内压与5周相比，差异有显著性意义(P<0.05)；7周与6周相比，无显著性意义(P<>0.05)；8周与6周相比，有显著性意义(P<0.05)；B组6、7、8周骨内压与5周相比，无显著性意义（P>0.05）。（表1） 表1  两组骨内压变化的动态值比较 与6周时点比较，*P<0.05；与造模前比较，△P<0.05

    2.2  病理学检查

    2.2.1  肉眼观察

    5周后A、B组可见：①右侧膝关节所有软骨表面呈灰黄色，光泽度降低，表面略有不平，较粗糙，软骨下骨质较正常软骨下骨质致密而硬；②左侧膝关节软骨外观呈兰白色，色深明亮，无裂纹。

    2.2 2  光镜观察

    造模前A、B组右侧膝关节软骨表面平整，软骨层厚薄均匀；软骨细胞排列整齐，细胞大小一致；潮线完整。（图1）

    造模5周后。A、B两组右侧膝关节可见：软骨表面略有不平，有剥蚀感；部分区域软骨细胞增生肥大，聚结成团，排列紊乱，软骨层较左侧厚；软骨下骨板增厚，骨小梁增殖，细胞增生，潮线破坏。（图2）

    造模7周后。A组：软骨层厚薄较均匀；软骨细胞排列整齐，细胞大小较一致，排列成串珠状；潮线较为清晰；少部分区域软骨细胞仍然有轻度增生，见图3。B组：软骨表面不平，有剥蚀感；软骨细胞较5周增生明显，软骨层较5周后；细胞增生变性、核浓缩，偏于细胞一侧，见图4。

    造模8周后。A组：软骨层厚薄均匀；软骨细胞排列整齐，细胞大小一致，排列成串珠状；潮线清晰，见图5。B组：与造模后7周（B组）软骨改变差异不明显，见图6。

　　3  讨  论

    3.1  关于动物模型

    本实验研究采用管型石膏伸直位制动右OA动物模型，使骨外静脉淤滞从而导致骨内静脉淤滞，造成骨内压显著增高。在伸直位制动OA后引起股骨下端和胫骨上端骨内压大幅度上升，表明该造模方法能持续有效地造成高骨内压。兔膝关节伸直位制动OA模型能较好地模拟OA的发病过程，与药物注射和手术费相比，可避免人为损伤，更接近过程 [3，4]。

    3.2  骨内压对OA的影响

    骨内压反映了骨内组织及骨内循环状态的压力，骨内高压在OA发病及病理中起着重要作用[5]。骨内压升高后动静脉压力差缩小，营养血管的血流量相应减少，营养障碍可导致骨小梁坏死，坏死的骨小梁在修复过程中引起软骨下骨板增厚，硬度增加，从而形成大片致密组织，导致关节退形性改变[6]。本实验研究表明，钻孔抽吸疗法针对早中期OA有着明显的降压作用，尤其是在钻孔的基础上抽吸一定量范围（0.2～0.5ml）较单一钻孔减压更能使骨内压降至接近正常骨内压水平。机理可能是：①钻孔破坏了骨髓腔封闭系统，改善骨静脉淤滞现象，从而改变骨髓腔内异常的血流动力学状态；②钻孔处新生血管形成，增加了骨内外血液循环通道，有利于缓解骨内外静脉淤滞现象；③抽吸一定量的髓腔内血液可以改变骨内组织容量，降低骨内组织压；④钻孔抽吸打破了骨内高压参与的恶性循环，从而使骨内血循环状态和代谢水平恢复正常，在行钻孔抽吸治疗后，孔道即使闭合仍能有效降低骨内压[7]。

    3.3  钻孔抽吸降低骨内压对关节软骨修复、再生的影响

    本实验造模后7、8周，A组经钻孔抽吸治疗后，软骨退变程度较造模后5周有明显修复表现，而B组7、8周软骨退变程度较造模后5周有加重表现。结果显示，在经钻孔抽吸治疗后A组的软骨退变程度较B组轻，说明钻孔抽吸治疗能有效降低骨内压，促进血液循环改善，减轻关节软骨退变过程，延缓OA的发生和发展。

    3．4  注意问题及干扰原因

    骨内压值在种系之间、个体之间、不同骨之间及同一骨不同部位差异较大，受许多因素影响。因此在检测骨内压时，应尽量排除其他干扰因素，最大可能地避免人为操作误差，提高骨内压检测的精确度。

    综上所述，钻孔抽吸能有效降低骨内压，减轻关节软骨退变过程，延缓OA的发生和发展，对早、中期OA不失为一种有效的治疗手段。其中抽吸量多少的控制对于本实验的实验结果尤为重要。本动物实验抽吸量在0.2～0.5ml范围内，较单一钻孔减压更有效。我院根据这一结果在临床中加以应用，对成人膝OA加大抽取骨髓量（5～8ml）取得较满意效果。其机理有待于进一步深入研究。

【】
  [1]陈清汉，许振华，刘家勇.膝部疼痛与骨内压关系临床研究[J].中华骨科杂志，1996，16（1）：25

[2]苏军，王羿，胡建山．钻孔抽吸治疗膝骨性关节炎的动物实验研究[J].中华医学与临床，2006，3（12）：69

[3]汪青春，沈培芝，王海彬．骨关节炎动物模型的建立及选择[J].中医正骨，1998，10（3）：39

[4]Fricker C,Bucher K,Stuker G.Are degenerative joint diseases of the femoral head [J].Schweiz Arch Tierheilkd,1995,137(4):137

[5]Patric J.Venoius Pressare and bone of motion Microvascular research[M].1990：364

[6]孙钢.骨内静脉淤滞致骨内高压在骨关节炎发病中作用初探[J].中华骨科杂志，1991，11（5）：374

[7]Xu Zhenhua,Wang Limin,Thomsen M,et al.A new concept in the treatment of anterior knee pain:patellar hypertension syndronme[J].Orthopedics,2000,23(6):581