关键词：生物降解材料；金属材料；骨折愈合；实验比较
【摘要 】 目的 探讨生物降解材料与传统金属材料对骨折愈合影响的差异。方法 对实验动物进行骨折愈合连续观察，指标包括：X线表现，大体观察，光镜观察，改良Masson染色，电镜观察。结果 生物降解材料对骨折愈合过程中的炎性反应存在持续影响，但在成骨方面生物降解材料组胶原纤维存在有序、定向特点；成熟骨细胞无形态异常，无胞质、胞器异常。结论 在骨折固定和骨折愈合范畴内，两种材料能够相媲美。
Experimental comparison of fracturehealing between biodegradable and metal material intramedullary fixation
XU Youjia, ZHENG Zugeng, DONG Qirong, etal.
Department of Orthopedics, The Second Affiliated Hospital of Suzhou Medical College,Suzhou 215004
【Abstract 】 Objective Toinvestigate the difference of biodegradable material, a new kind of material, andconventional metal material in fracture healing. Methods The continuousobservation of fracture healing was performed on the 32 Wistar mice. The indicatorsincluded: rentogenograph, body examination, light microscopic observation, modified Massonstaining, and electron microscopic observation. Results Thebiodegradable material had a continuous influence on the inflammatory reaction in theprocess of fracture healing, but the collagenous fiber was characterized by order andorientation in the osteogenesis in the absorbable group and there was no paramorphia of osteocyte. The cytolipin and cell organs were normal. Conclusion Biodegradablematerial and metal material were good in fracture fixation and fracture healing.
【Key words 】 Biodegradeble material Metal material Fracturehealing Experimental comparison
生物降解材料是一种惰性可吸收材料。为了深入阐明这一新型内固定材料与传统金属内固定材料对骨的愈合影响的差异，我们进行了实验性骨折愈合的连续观察，以便临床选用更趋完善。
材料与方法
Wistar大鼠32只，体重平均350g(320～450 g)，1.5%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉。左膝旁正中切口无菌条件下切开软组织，暴露膝关节并脱位，1.1mm直径口腔钻在股骨下端关节面中点逆行钻孔达股骨髓腔中段，预制内固定骨道；而后于股骨下端关节平面上0.5cm处用低速口腔环锯截骨，制成松质骨骨折模型。此后进行骨折复位，逆行髓内固定；一组为生物降解可吸收棒，一组为金属棒。两组内固定棒平均3.5cm长，直径均1.1 mm。手术后不进行外固定，洁霉素0.6 g口服，分笼饲养。术后第4、8、12、24周分别对两组动物取材(各4只大鼠)，处理前先进行X线摄片，处死后进行愈合情况的肉眼观察；再纵形劈开左股骨干，切取骨痂组织，HE染色，同时还进行改良Masson三色染色，显微镜观察；另取骨痂常规处理后进行电镜观察。
结果
1. X线表现 两组各观察时间内骨折对位、对线满意，无骨折畸形愈合，无骨不连现象。可吸收棒在X线片上形态较难辨认，表现为类似该内固定物体积轮廓的低密度影。金属内固定位置满意。
2. 大体表现 可吸收组：4周，骨痂不丰富。8周，骨痂呈半透明状，骨折线增宽。12周，骨痂丰富，骨痂硬度增加。24周，骨折端连接牢固，远折端体积较术前有增加。金属组：4周，骨痂多见，断端连接不牢固。8周，骨痂更多，骨痂钙化呈现，强度增加。12周，骨折端连接牢固。24周，骨折线基本消失，骨折塑形过程结束。
3. 光镜表现 可吸收组：4周，肉芽组织多，有水肿表现，可见多量吞噬细胞。8周，炎症反应缓解或不明显，有小灶成骨及成软骨区。12周，胶原纤维增粗；部分切片胶原纤维消失，出现散在成骨区。24周，骨小染形成，仍有扩张毛细血管。2、金属组：炎症反应不明显，纤维与骨痂形成总体表现比可吸收组提前2～4周。
4. Masson染色镜检 可吸收组：4周，胶原纤维细，长短均可见。8周，长胶原纤维明显增粗，短者少见，排列无序。出现成骨细胞。12周，胶原纤维密，多见成骨区。24周，大多数区域为骨细胞成骨区，可见的胶原纤维粗，伴有钙化。金属组：4周，胶原纤维粗细可见，有原始骨小梁表现。8周，胶原纤维组、齐，骨细胞可见。12周，大量骨细胞和成骨区部分已形成板层骨。24周，多数为成熟骨小梁。
5. 透射电镜表现 可吸收组：4周，炎性细胞多见。嗜酸性细胞胞膜完整、核典型。8周，成纤维细胞多见，四周见长短不同胶原纤维。12周，成骨细胞内有线粒体，功能活跃。四周有钙盐沉积。24周，骨细胞呈扁圆形，胞核清晰，核膜清楚。金属组：4周，基本不见炎性细胞，纤维母细胞丰富，可见胶原纤维。8周，胶原纤维排列整齐。有成骨细胞，有少量钙盐沉积。12周，成骨现象明显，骨细胞结构正常。
讨论
生物降解材料固定物的化学成分是一组由相同结构分子组成的大分子聚合物[1] 。作为这样一种新型内固定物，在骨科领域应用，既应保持其最终降解特性，又应具有骨折愈合过程中足够的强度和韧性。与传统金属内固定物相比，对骨折愈合的影响两者是又有相同又有差异。
1. 固定强度 1966年Kolkarni就开始在骨科领域应用可吸收材料，但因强度不够而未能推广。80年代，随着融化成形和铸压成形技术的发展，这类固定物自身强度明显增加，临床应用进入新的阶段[2] 。在本研究大体观察和X线片中，可吸收组与金属组内固定物对维持股骨下端松质骨骨折复位效果都具良好作用。虽然骨痂或骨折线变化时间、范围两组间存在差异，但骨折模型无移位、无畸形愈合。
2. 生物学反应 从HE和透射电镜观察结果可见，可吸收组骨痂区炎性反应存在时间较金属组延长。可吸收组4周的HE片上新生毛细血管丰富；电镜下异物反应敏感的嗜酸性细胞多见，细胞内结构活跃，而同期观察的金属组无上述表现。这均提示可吸收材料对骨折愈合过程的炎性反应有持续存在的影响。由于可吸收固定物常是把低分子量物质做成二环体，然后在催化剂作用下使二环体开环聚合而成。因此，在体内经水解会产生一系列降解反应[3] 。这些反应及产物对骨折愈合的无菌性刺激或对粒细胞的趋化作用却有着很大影响[4] 。这与本研究观察的现象不无联系。
3.成骨发展 本研究中随着观察时间的延长，可吸收组中胶原纤维基本从细到粗、从散到齐、从短到长发展。这一动态趋势与金属组结果相类似，所不同的是金属组的观察结果较可吸收组提前了2～4周。这个差异有两层意义，其一说明可吸收组的炎性反应时间长，影响了纤维蛋白纤维网架结构形成，间接影响了胶原纤维的产生和发展。其二由于在最后的观察组中，电镜下可见两组胶原纤维结构均存在有序、定向特点；在纵行胶原纤维中可看到典型的640A°周期性，这又说明可吸收组也有骨折愈合正常发展的可靠保证。另外，从电镜观察中，可吸收组成熟的骨细胞出现晚于金属组，但两组标本中所见的骨细胞都具有形态规则、超微结构下胞质和细胞器正常、钙盐沉积过程表现正常等特点。
参考文献
1 徐又佳，郑祖根.生物降解材料在骨科领域的应用. 中华创伤杂志，1993，9：49-50.
2 Bostman O. Absorbable implants for the fixation of fractures. J Bone Joint Surg (Br)，1991;71:148-149.
3 Hollinger JO, Battistone GC. Biodegradable bone repair materials. Clin Orthop,1986,207：290-291.
4 徐又佳，郑祖根，王晓东，等.可吸收固定材料对实验性骨折愈合影响的超微结构观察.中华骨科杂志，1996，16：653-654.
(收稿：1998-02-21 修回：1998-06-21) , 百拇医药