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编号:10216292
肩袖撕裂的组织学及电子显微镜观察
http://www.100md.com 《中华外科杂志》 1998年第9期
     作者:路奎元 段秀和 徐红兵 文良元 王英民 黄公怡 广钿和志 信原克哉

    单位:100730 北京医院骨科(路奎元、徐红兵、文良元、王英民、黄公怡);日本信原病院及生物力学研究所(段秀和、广钿和志、信原克哉)

    关键词:肩;创伤和损伤;组织学,比较;肩袖

    中华外科杂志980915 【摘要】 目的 观察肩袖的损伤过程及超微结构。 方法 36例肩袖撕裂的标本分别制成组织切片和电镜超薄切片,比较手术所见与肩袖的病理变化。 结果 肩袖退变分别由滑膜和肌腱本身发生。肌腱的修复分为两种类型:Ⅰ型通过滑膜组织修复;Ⅱ型通过肌腱本身修复。 结论 肌腱虽然有自身修复能力,但肌腱全层和深层的断裂难以完全修复,应手术治疗。

    Histological and electron microscopic study of rotator cuff tear Lu Kuiyuan,Dan Hidekazu, Xu Hongbing,et al.Department of Orthopaedic,Beijing Hospital,Beijing 100730.
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    【Abstract】 Objective To understand the changes of rotator cuff during tear and observe the pathologic and ultramicroscopic structure of rotator cuff. Method Histological and ultra thin slides of samples of 36 cases of rotator cuff were made. Result The degeneration of rotator cuff happened in synovium side, and then extended to the middle and deep sides of tendon. The deep side of cuff tendon could degenerate without synovium.The repair of tendon could be achieved with two types of healing. Conclusion It would be difficult to achieve full repair when complete tear and deep side tear occurred to the rotator cuff.
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    【Key words】 Shoulder Wounds and injuries Histology,comparative Rotator cuff

    肩袖撕裂常被认为是外伤所致[1~3]。实际上,有相当一部分肩关节退变者存在着肩袖撕裂。退变是肩袖撕裂的一个重要因素[4]。 我们对1996年10月~1997年7月经手术取得的36例肩袖标本进行了组织学及超微结构观察,旨在了解其病变过程。

    资料与方法

    1.一般资料:本组36例肩袖撕裂患者,男22例,女14例, 年龄20~76岁,平均年龄60.5岁;平均病程13个月。其中4例为急诊手术病例。本组患者均为单侧肩袖撕裂。主要临床症状为:局部疼痛(24例)、外展前屈活动受限(18例)、伤肢无力(28例)。本组患者均经肩关节造影及核磁共振确立诊断。
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    2.取材与分组:本研究中肩袖标本均为术中取得。按取材部位的不同分为3组:(1)对照组(A组):本组4例均为急诊病例,伤后不超过5天而行手术。取肩袖的正常部分,用直径为3 mm的套筒式活检器取肩袖全层作为对照。由于取材位于撕裂部位附近,既不影响术后功能,又能取到正常组织。(2)浅层病变组(B组):取32例患者肩袖断裂部分的浅层,即接近滑囊的部分。(3)深层损伤组(C组):取32例患者肩袖断裂部分的深层,即接近关节面的部分。

    3.观察方法:(1)术中观察肩袖的撕裂形式及病变范围。(2)取材后的标本经福尔马林固定,石蜡包埋,HE染色,光镜下观察切片。(3)标本取得后即刻在冷冻的2.5%戊二醛中修整成1 mm大小,经2.5%戊二醛和锇酸固定后,丙酮系列脱水,环氧树酯包埋,超薄切片机切片后,再用铅和铀复染,增加电子显像的对比度[5,6]。用日立300型透射电子显微镜观察,加速电压为93 kV。

    结 果
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    一、术中观察

    1.全层撕裂29例,既有单一肌腱撕裂者,也有广泛撕裂者,包括冈上肌、冈下肌和肩胛下肌。肱骨头部分外露,肩袖有明显的缺失,冈上肌腱退变回缩。断裂处的肩袖为韧性组织呈月芽状,边缘变薄而光滑,肌腱止点处无任何附着物,直接缝合修补肩袖极为困难。手术采用Mclaughlin方法,重建肩袖的连续性。

    2.肩袖深层撕裂7例。滑囊切开后,带有滑囊的肩袖撕裂区有一减薄区,个别患者有一小的撕裂口,切开内层滑囊,见冈上肌腱深层已回缩。将肌腱用缝线牵引后,方可显出全层肌腱。 手术仍然采用Mclaughling 方法,重建肩袖的解剖结构。

    二、组织学观察

    A组:正常肩袖肌腱可视为三层结构:表层为滑囊层,带有绒毛特征,滑膜下层含有大量的血管和散在的胶原束;中间层,肌腱的胶原纤维变得粗大,走行一致,带有波纹特点,无明显的玻璃样变(图1);关节面层,肩袖肌腱有单层细胞构成的上皮样细胞,腱细胞扁平,核长,胞浆不容易分辨,偶尔可以看到软骨样细胞,接近关节面的肌腱中没有疏松结缔组织及血管组织。
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    B组:同一条肌腱既有病变区,也有正常区。年龄大者,肌腱变性严重,滑膜层增生明显,血管增多。中间层胶原纤维走行方向紊乱,结构不清,形成灶性的玻璃样变,随着肌腱的微小撕裂,大量滑膜组织及血管长入,形成修复区。此区内有新生胶原,但无软骨样细胞,类滑膜组织纤维化(图2)。

    C组:有两种病变类型:(1)Ⅰ型:肌腱退化严重,往往累及全层肌腱。此区有滑膜组织侵入,伴有血管组织,周围是大量增生的纤维母细胞,核大,胞浆丰满。软骨细胞少见。(2)Ⅱ型:肌腱的退变表现为玻璃样变,胶原的波纹状结构消失。小的撕裂处由腱细胞增生修复病变区,腱细胞增多,核由长条形变成椭圆形。胶原结构不清,有分离现象。此区有软骨样细胞(图3),未发现有滑膜组织及血管。修复的范围有限(图4)。

    三、电子显微镜观察

    A组:正常肩袖浅层胶原纤维均匀一致,结构清晰(图5)。细胞有二种类型:(1)纤维母细胞,内含大量粗面内质网,细胞一端有多而明显的胞突(图6),丰富的高尔基体,周围胶原密集。(2)纤维细胞,体形较小,核的电子密度深,胞浆内粗面内质网少,高尔基体数量少,细胞一端的胞突不明显(图7),周围胶原整齐而密集。
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    正常肩袖深层胶原密集,细胞多为纤维细胞,粗面内质网少,无明显胞突,周围有细纤维。

    B组:胶原排列有紊乱区和整齐区。胶原有两种形态,一种周径较粗,大小不一;另一种周径较细,大小一致,数量较多。胶原纤维之间较为疏松(图8)。细胞主要为带有胞突的纤维母细胞,粗面内质网和高尔基体丰富,含有一定数量的溶酶体。核的电子密度低。纤维细胞的胞突和粗面内质网均少于纤维母细胞。可在合并有类风湿病的肩袖中发现吞噬细胞,内含有大量颗粒状物质和溶酶体,粗面内质网少,胞突不明显(图9)。

    C组:胶原仍然有两种类型,与浅层的差别在于胶原间的排列较密集。此层不易发现细胞,即使有也是纤维细胞,核大,有较多的胞突,粗面内质网和高尔基体不明显,有较多的溶酶体。

    讨 论

    一、肩袖撕裂的病因
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    一般认为肩袖撕裂是由于肩峰滑囊发炎,滑膜组织侵入肌腱,使肌腱变性,机械强度减低,致肌腱断裂[7]。在组织学的观察中,确实存在这种现象。另一种观点认为,撞击综合症是肌腱断裂的病因,肩关节的反复运动,致使肩峰与肩袖肌腱发生碰撞,久而久之,肌腱变性,发生断裂。在某些老年患者中,肩峰的增生很明显,似乎符合这种学说。Refior等[8]认为肌腱发生钙化,继而肌腱断裂。我们认为肩袖断裂的病因除了外伤,其内在的因素不容忽视,其中退变起了主要作用。

    二、肩袖撕裂的病理

    Yamanaka等[9]将肩袖撕裂分为四种类型,即全层撕裂、肌腱浅层撕裂、肌腱中间层撕裂和肌腱深层撕裂。从发病机理考虑,我们认为可将肩袖撕裂的病变分为两个部分。浅层病变导致滑膜的增生,侵入肌腱,血管随之长入,肌腱胶原变得松散,不能耐受更大的机械力;随着病变的发展,最后可累及全层肌腱;当有外伤时,肌腱发生断裂。深层肌腱病变主要表现为广泛的胶原玻璃样变,软骨样细胞形成,而血管组织很少见到[9]。推测首先局部细胞发生坏死,胶原发生玻璃样变。此病变区无血管及滑膜组织。因此,有一部分深层肌腱的修复不依靠滑膜组织。
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    三、肩袖撕裂的修复过程

    Ⅰ型(外在修复方式):肌腱可以依靠滑膜组织及血管来修复。病变区内,长入的滑膜及血管大量增生,纤维母细胞形成大量胶原,通过纤维的编织来完成肌腱的连续性。此种修复既可发生在浅层,也可以发生在全层。未见单独发生在深层的滑膜修复。

    Ⅱ型(内在修复方式):肌腱的修复依靠腱细胞本身。腱细胞演化为纤维母细胞,合成胶原,修复小的断裂处。一部分细胞形成软骨样细胞。此种修复发生在深层,修复的范围小。

    四、肩袖肌腱的营养

    肩袖肌腱的营养来自血液和滑液两部分。一部分通过动脉营养肩袖肌腱的浅层和近端,另一部分通过滑液营养肌腱的深层及远端。在组织切片中可以发现,有滑膜的区域,必然有血管。接近关节面的肌腱为粗大的胶原束,看不到血管组织。

    五、肩袖撕裂的胶原微细特点
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    肩袖撕裂后,肌腱处于退变与修复的过程中,既有新合成的胶原纤维,也有原来的胶原,因此大小不一,周径不等[10,11]。正常稳定的肌腱胶原纤维大小基本一致,纤维母细胞活跃,数量增加,粗面内质网和高尔基体明显增多[12]。类风湿的肌腱内有吞噬细胞,特点是胞浆内含有大量的溶酶体。

    六、肩袖撕裂的临床治疗

    当肩袖浅层损伤时,没有涉及到肌腱的主要部分,对运动无明显的影响,可采用保守治疗。当肩袖撕裂发生在全层或深层时,肌腱撕裂的自我修复范围和能力有限,肩袖结构破坏, 上肢外展和前屈受到影响,因此有必要采取手术治疗[13]

    本组36例肩袖撕裂经手术修复后,疼痛缓解率为84%,外展和上举的改善率为71%,根据日本整形外科学会评定标准,总优良率为97%。1例患者的肩袖严重撕裂,病变时间久,组织缺损明显,修复时覆盖肱骨头不完全,术后疼痛和无力的症状没有得到改善。
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    图1 肩袖正常结构,胶原排列整齐,呈波纹状 HE×40 图2 肩袖断裂,滑膜组织长入,修复肌腱 HE×4 图3 肩袖发生纤维软骨化,呈退化表现 HE×40 图4 肩袖深层断裂,以肌腱自我修复为主,无滑膜组织长入 HE×4 图5 正常肩袖胶原,纤维均匀,排列整齐 HE×40000 图6 活跃的纤维母细胞一端,胞浆内有丰富的粗面内质网,细胞周围有细小的胶原 HE×20000 图7 纤维细胞,不活跃 HE×10000 图8 在退化的肩袖中,胶原纤维呈现两种不同的直径 HE×30000 图9 类风湿病肩袖中的吞噬细胞,有大量颗粒状物质和溶酶体,粗面内质网少,胞突不明显 HE×7000

    参 考 文 献

    1Mclanghlin HL.Rupture of the rotator cuff.J Bone Joint Surg(Am),1962,44:979-983.

    2Watson MS.Surgical disorders of the shoulder.London:Churchill Livingston,1991.257-263.
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    3Cooper RR,Misol S.Tendon and ligamentum insertion.J Bone Joint Surg(Am),1970,52:1-20.

    4Ozaki J,Fujimoto S,Nakagawa Y,et al.Tear of the rotator cuff of the shoulder associated with pathological changes in the acromion.J Bone Joint Surg(Am), 1988,70:1224-1230.

    5平野 宽, 宫泽七郎.电镜技术.第1版.东京:朝仓书店,1992.1-13.

    6Hayatt MA.Electron microscopy.3rd ed.London:McMillan Press.1989.
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    7Clark JM,Harryman DT.Tendon,ligaments,and capsule of the rotator cuff.J Bone Joint Surg(Am),1992,74:713-728.

    8Refior HJ,Krodel A,Melzer C.Examination of the pathology of the rotator cuff.Arch Orthop Trauma Surg,1987,106:301-304.

    9Yamanaka K,Fukuda H.Ageing process of the supraspinatus tendon with reference to rotator cuff tears.Clin Ortho,1990,254:75-85.

    10Moskowitz RW,Howell DS,Goldbery VM.Osteoarthritis:diagnosis and management.1st ed.Philadelphia:Sanders Company,1984.29.

    11内田欣也,中川照彦,伊藤聪一郎.腱板断裂肩峰下面骨棘组织学的检讨.日整会志,1995,69:1467-1468.

    12Ham AW.Histology.7th ed.Philadelphia:J B Lppincott Company,1974.224.

    13Post M,Silver R,Singh M.Rotator cuff tear.Clin Orthop,1983,173:78-91.

    (收稿:1997-10-20 修回:1998-06-29), 百拇医药