骨骼肌——骨再附着研究的现状
作者：季彤 张陈平
单位：季彤(上海第二医科大学附属第九人民医院口腔颌面外科200011)；张陈平(上海第二医科大学附属第九人民医院口腔颌面外科200011)
关键词：
口腔颌面外科杂志000319 中图分类号：R782.2 文献标识码：A 文章编号：1005-4979(2000)03-0250-03
THE STATE OF SKELETAL MUSCLE REATTACHMENT TO BONE
随着社会的不断进步，提高患者的生存质量已日益受到广泛重视。颌骨缺损修复的目的已不再仅停留在外形的改善，进一步恢复口腔功能，特别是咀嚼功能已成为口腔颌面外科医生的重要任务之一[1]。肌—骨间牢固附着是肌肉行使功能的基本条件，因此肌肉再附着问题的研究对于口腔咀嚼功能是恢复具有重要的意义。
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1.骨骼肌的骨附着
大部分骨骼肌均通过肌腱附着于骨面而行使功能，肌肉的肌束膜和肌外膜中胶原纤维与肌腱的胶原纤维连续，肌肉的收缩通过这些结缔组织传至骨[2]。对于肌肉附着的研究很早就已开始，Dalgo-Saburoff(1929年)[2]首先将肌腱的骨附着描述为4区：肌腱、非矿化纤维软骨、矿化纤维软骨以及骨。此后，Biermann(1957年)和Knese & Biermann(1958年)[3]将肌附着分为三类。分别是附着在软骨性骨突(如髂腰肌在小转子上的附着)，直接附着于骨膜(如冈下肌)和环绕于骨边嵴突起的腱性附着(如三角肌)。后两类附着主要出现在骨干，纤维软骨成分很少。1970年Copper RR[2]等人对肌腱附着进行了较为完善的形态学研究，他们通过对狗的髌腱附着和膝内侧副韧带附着的光镜和透射电镜观察，将附着分为4区。首先是肌腱末端区，主要是平行排列的胶原纤维及其间拉长的成纤维细胞；其次为非矿化纤维软骨区，主要是胶原纤维(150～400μm)及成行排列在胶原纤维间陷窝中的软骨细胞，这一区域无明显血管；第三区为矿化纤维软骨，这一区与上一区有一条明显嗜碱性染色的界限，而细胞成分仍保持与上一区一样的结构特征；最后为骨组织。这样的分区主要是为了研究的方便，实际上各区之间是逐渐过渡，且胶原纤维是连续的，它们在附着区所起的作用是承担负荷，并将各区紧密联系在一起。穿入骨中的胶原纤维被称为夏氏纤维(Sharpey's fiber)或穿通纤维。他们认为此四区的逐渐过渡有助于肌肉收缩时分散应力，提高抵御撕裂的能力。对于有纤维软骨的附着称为直接附着，有些附着缺乏纤维软骨被称为间接附着，后者主要由以锐角附着于骨膜的夏氏纤维组织。随后的研究也证实了相同观点[4,5]。Benjamin(1986)[3]对人类肌附着的研究也发现，人类长骨的肌附着通常存在纤维软骨束，但纤维软骨的数量在不同位置是不同的，存在纤维软骨的区域缺乏骨膜。人体肌腱的结构和化学成分与其它动物如鼠、兔、狗、羊等基本相同，所以人体的结构可以根据动物实验来认识。
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2.骨骼肌再附着基本过程
对于肌腱移植及自身愈合的过程已有许多组织学，生物化学和生物力学方面的研究[6～8]。许多研究侧重于缝合技术和固定装置的改进。但软组织，特别肌肉或肌腱与骨之间的再附着过程研究尚不够深入。早期有学者认为在动物模型中，肌腱在骨孔中矿化与骨形成紧密连接。也有人认为肌腱的再附着是首先在肌腱周围形成骨痂，随后成纤维细胞逐渐进入肌腱[9]。目前骨骼肌的再附着研究主要着重于四肢长肌肌腱与骨的愈合，咀嚼肌与骨的再附着报道较少[10]。肌肉再附着的研究手段是采用动物模型如兔、羊、狗、猴等，人为使肌肉或肌腱失附着，然后肌肉原位缝合或在骨干钻孔将肌腱穿过骨孔固定，也有将骨面处理后再固定。目前认为基本的再附着过程与通常的创伤愈合相似，也可分为炎症期，修复期和改建期。这一愈合过程大致为6～12周，不同的动物愈合时间略有不同。在光镜下观察[9～12]术后初期为炎症表现，一周时肌肉界面主要为炎症反应，仅有松散结缔组织，无紧密联合。术后二周肌腱和骨之间开始出现致密结缔组织，尚未出现连续胶原纤维，肌肉纤维末端可见萎缩，骨膜也未重建。术后3～6周进入修复期，肌腱与骨界面形成的结缔组织纤维仍未进入骨面，成纤维细胞明显增多，细胞外基质较术后二周时增多，骨面有少量新骨形成。术后6～8周后进入重建期，肌骨界面主要为成纤维细胞与少量新生血管，新生成的胶原纤维与功能方面逐渐一致，肌腱与骨界面间可见穿通的胶原纤维。术后12周胶原纤维与受力方向一致，界面组织成熟，新生骨包绕胶原纤维。有报道[9]在26周时肌腱与骨界面的夏氏纤维可在整个附着界面重建。但夏氏纤维能否重建目前还没有一致结论。最终附着区的重建也有不同看法，有的学者[12]报道肌腱附着可以完全重建，也有认为重建后为间接附着，缺乏纤维软骨。
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3.肌骨界面的组织化学研究
肌附着区基质以及胶原组成是很重要的，这是因为附着界面的生物力学特性主要是由细胞外基质特别是胶原的构成决定。胶原纤维的数量和类型影响肌腱承担负荷的能力[5,13]。Kumagai等[14]，对于肌腱附着区胶原的免役组织化学研究发现附着区主要存在Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ型胶原。其中1型胶原在骨及肌腱中分布明显，而在纤维软骨区分布较少；Ⅱ型胶原仅在纤维软骨区有广泛分布；而Ⅲ型胶原主要在非矿化纤维软骨区特别是软骨细胞周围及肌内膜和夏氏纤维存在。Liu[12](1997年)观察了新西兰白肌腱在骨孔中的早期愈合界面的免疫组化观察。在愈合早期，Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ型胶原在肌腱骨界面的疤痕组织中均有散在分布，随着术后界面结缔组织改建，大约6周时，改建附着区逐渐类似于间接附着。尽管未形成明显纤维软骨区，但Ⅱ型胶原在这一时期于附着区均有分布，而Ⅲ型胶原纤维跨越肌腱骨界面。这些胶原纤维可能是由骨髓中的多能干细胞。早期Ⅰ型胶原较少，四周后Ⅲ型胶原相对减少。有学者[6]观察到愈合早期瘢痕中主要是Ⅲ型胶原，以后逐渐被成纤维细胞分泌的Ⅰ型胶原所代替。
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4.骨骼肌再附着评价和影响因素
对于肌-骨再附着后的功能测定主要有肌电和生物力学等方法，目前主要以后者为主[9～11]。实验方法是将肌肉或肌腱从骨面或骨孔中拉伸，记录断裂时负荷，作为再附着界面的强度。根据一些学者的报道界面强度在术后是逐渐增强，特别在前四周增加较快，至12周时基本稳定。这与愈合的过程大致一致。但界面是否能完全重建以及完全重建的时间仍有不同看法，有报道[6]认为在术后两个月可获得53%的原界面强度，术后一年可获得60%～80%。界面强度的增加可能主要是由于界面夏氏纤维的重建、矿化以及组织成熟，而不是附着区域的增加。
影响界面强度因素颇为复杂，大致有以下几个方面：① 骨面的处理[11]传统观念认为软组织与经过处理的骨面(如骨孔或磨去表面皮质骨)附着较好，相比之下与皮质骨的直接附着由于在骨面和软组织间存在结缔组织导致生物力学性能下降。同时松质骨的较大表面积有助于补偿修复过程中的滑动、爬行或应力释放。最近有学者比较了肌腱分别与皮质骨和松质骨的愈合过程后，认为从组织学观察和生物力学分析二者均未见显著性差异，但这一结构仍有待进一步证实。② 制动[8,9,11,12]一般认为在肌肉再附着后的一段时间应注意局部制动。近年由于缝合技术的改进和一些新型固定装置的出现，使肌腱再附着的初始强度提高，因此在早期可以承担负荷，无须强调制动。研究表明，适当功能活动有助于成纤维细胞增殖和移动以及胶原合成，使胶原纤维增粗并可承担更大负荷。同时也避免了因制动导致的胶原纤维数量减少、不成熟胶原纤维增加和生物力学性能下降的缺陷。③ 生长因子[6]生长因子在骨、肌肉、肌腱、韧带的愈合部位均有发现。在体外实验中已证实生长因子可以调节胶原的合成。目前研究较多的生长因子是TGF-β1、ILGFⅠ、Ⅱ以及PDGF。这些生长因子对成骨细胞、肌腱细胞以及成纤维细胞合成胶原的类型、数量均有影响。但它们在肌-骨再附着界面的表达以及它们对再附着的作用尚待进一步深入研究。对于骨、肌肉、肌腱、韧带的组织培养将有助于区分不同生长因子对各种胶原类型表达的作用，为今后基因调控组织愈合打下基础。特别对一些非正常情况的愈合将更有意义。分子生物学技术将有助于获得更快、更好的肌骨附着。
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作者简介：季 彤(1969-)，男，上海，主治医师.
参考文献：
[1] Burkey BB. Current concepts in oromandibular reconstruction[J]. Otolaryngol Clin North Am, 1997,30(4):607.
[2] Cooper RR, Misol S. Tendon and ligament insertions: A light and electron microscopic study [J]. J Bone Joint Surg, 1970,52A(1):1.
[3] Benjamin M, Evans EJ. The history of tendon attachments to bone in man[J]. J Anat, 1986,149:89-100.
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[4] Hurov JR. Soft-tissue bone interface[J]. J Morph, 1986,189:313-325.
[5] Benjamin M, Evans EJ. Fibrocartilage[J]. J Anat,1990,171:1-15.
[6] Liu SH, Yang RS. Collagen in tendon, ligament, and bone healing[J]. Clin Orthop, 1995,318:265-278.
[7] Blevins FT, Djurasovic M. Biology of the rotator cuff tendon[J]. Orthop clin North Am, 1997,28:1-16.
[8] Panni AS, Milano G, Lucania L, et al. Graft healing after anterior cruciate ligament reconstruction in rabbit[J]. Clin Orthop, 1997,343:203-212.
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[9] Rodeo SA, Amoczky SP, Torzilli PA. Tendon-healing in a bone tunnel[J]. J Bone Joint Surg,1993,75:1795-1803.
[10] Chierici G. Experimental study of muscle reattachment following surgical detachment [J]. J Orla Maxillofac Surg,1984,42:485-490.
[11] St Pierre P, Olson EJ, Elliott JJ. Tendon-healing to cortical bone compared with healing to a cancellous trough[J]. J Bone Joint Surg,1995,77:1858-1866.
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[12] Liu SH. Morphology and matrix composition during early tendon to bone healing[J]. Clin Orthop, 1997,339:253-260.
[13] Benjamin M. Age-related changes in tendon fibrocartilage[J]. J Anat, 1991,179:127-136.
[14] Kumaga J, Sarkar K, Uhthoff HK. Immunohistochemical distribution of types Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ collagens in the rabbit supraspinatus tendon insertion[J]. J Anat,1994,185:279-284.
[15] Liu SH, Panossian V. Immunolocation of collagen types Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ in the rabbit anterior cruciate ligament and patellar tendon insertion[J]. Trans Orthop Res Soc,1996,21:781.
收稿日期：1999-03-18, 百拇医药
单位：季彤(上海第二医科大学附属第九人民医院口腔颌面外科200011)；张陈平(上海第二医科大学附属第九人民医院口腔颌面外科200011)
关键词：
口腔颌面外科杂志000319 中图分类号：R782.2 文献标识码：A 文章编号：1005-4979(2000)03-0250-03
THE STATE OF SKELETAL MUSCLE REATTACHMENT TO BONE
随着社会的不断进步，提高患者的生存质量已日益受到广泛重视。颌骨缺损修复的目的已不再仅停留在外形的改善，进一步恢复口腔功能，特别是咀嚼功能已成为口腔颌面外科医生的重要任务之一[1]。肌—骨间牢固附着是肌肉行使功能的基本条件，因此肌肉再附着问题的研究对于口腔咀嚼功能是恢复具有重要的意义。
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1.骨骼肌的骨附着
大部分骨骼肌均通过肌腱附着于骨面而行使功能，肌肉的肌束膜和肌外膜中胶原纤维与肌腱的胶原纤维连续，肌肉的收缩通过这些结缔组织传至骨[2]。对于肌肉附着的研究很早就已开始，Dalgo-Saburoff(1929年)[2]首先将肌腱的骨附着描述为4区：肌腱、非矿化纤维软骨、矿化纤维软骨以及骨。此后，Biermann(1957年)和Knese & Biermann(1958年)[3]将肌附着分为三类。分别是附着在软骨性骨突(如髂腰肌在小转子上的附着)，直接附着于骨膜(如冈下肌)和环绕于骨边嵴突起的腱性附着(如三角肌)。后两类附着主要出现在骨干，纤维软骨成分很少。1970年Copper RR[2]等人对肌腱附着进行了较为完善的形态学研究，他们通过对狗的髌腱附着和膝内侧副韧带附着的光镜和透射电镜观察，将附着分为4区。首先是肌腱末端区，主要是平行排列的胶原纤维及其间拉长的成纤维细胞；其次为非矿化纤维软骨区，主要是胶原纤维(150～400μm)及成行排列在胶原纤维间陷窝中的软骨细胞，这一区域无明显血管；第三区为矿化纤维软骨，这一区与上一区有一条明显嗜碱性染色的界限，而细胞成分仍保持与上一区一样的结构特征；最后为骨组织。这样的分区主要是为了研究的方便，实际上各区之间是逐渐过渡，且胶原纤维是连续的，它们在附着区所起的作用是承担负荷，并将各区紧密联系在一起。穿入骨中的胶原纤维被称为夏氏纤维(Sharpey's fiber)或穿通纤维。他们认为此四区的逐渐过渡有助于肌肉收缩时分散应力，提高抵御撕裂的能力。对于有纤维软骨的附着称为直接附着，有些附着缺乏纤维软骨被称为间接附着，后者主要由以锐角附着于骨膜的夏氏纤维组织。随后的研究也证实了相同观点[4,5]。Benjamin(1986)[3]对人类肌附着的研究也发现，人类长骨的肌附着通常存在纤维软骨束，但纤维软骨的数量在不同位置是不同的，存在纤维软骨的区域缺乏骨膜。人体肌腱的结构和化学成分与其它动物如鼠、兔、狗、羊等基本相同，所以人体的结构可以根据动物实验来认识。
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2.骨骼肌再附着基本过程
对于肌腱移植及自身愈合的过程已有许多组织学，生物化学和生物力学方面的研究[6～8]。许多研究侧重于缝合技术和固定装置的改进。但软组织，特别肌肉或肌腱与骨之间的再附着过程研究尚不够深入。早期有学者认为在动物模型中，肌腱在骨孔中矿化与骨形成紧密连接。也有人认为肌腱的再附着是首先在肌腱周围形成骨痂，随后成纤维细胞逐渐进入肌腱[9]。目前骨骼肌的再附着研究主要着重于四肢长肌肌腱与骨的愈合，咀嚼肌与骨的再附着报道较少[10]。肌肉再附着的研究手段是采用动物模型如兔、羊、狗、猴等，人为使肌肉或肌腱失附着，然后肌肉原位缝合或在骨干钻孔将肌腱穿过骨孔固定，也有将骨面处理后再固定。目前认为基本的再附着过程与通常的创伤愈合相似，也可分为炎症期，修复期和改建期。这一愈合过程大致为6～12周，不同的动物愈合时间略有不同。在光镜下观察[9～12]术后初期为炎症表现，一周时肌肉界面主要为炎症反应，仅有松散结缔组织，无紧密联合。术后二周肌腱和骨之间开始出现致密结缔组织，尚未出现连续胶原纤维，肌肉纤维末端可见萎缩，骨膜也未重建。术后3～6周进入修复期，肌腱与骨界面形成的结缔组织纤维仍未进入骨面，成纤维细胞明显增多，细胞外基质较术后二周时增多，骨面有少量新骨形成。术后6～8周后进入重建期，肌骨界面主要为成纤维细胞与少量新生血管，新生成的胶原纤维与功能方面逐渐一致，肌腱与骨界面间可见穿通的胶原纤维。术后12周胶原纤维与受力方向一致，界面组织成熟，新生骨包绕胶原纤维。有报道[9]在26周时肌腱与骨界面的夏氏纤维可在整个附着界面重建。但夏氏纤维能否重建目前还没有一致结论。最终附着区的重建也有不同看法，有的学者[12]报道肌腱附着可以完全重建，也有认为重建后为间接附着，缺乏纤维软骨。
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3.肌骨界面的组织化学研究
肌附着区基质以及胶原组成是很重要的，这是因为附着界面的生物力学特性主要是由细胞外基质特别是胶原的构成决定。胶原纤维的数量和类型影响肌腱承担负荷的能力[5,13]。Kumagai等[14]，对于肌腱附着区胶原的免役组织化学研究发现附着区主要存在Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ型胶原。其中1型胶原在骨及肌腱中分布明显，而在纤维软骨区分布较少；Ⅱ型胶原仅在纤维软骨区有广泛分布；而Ⅲ型胶原主要在非矿化纤维软骨区特别是软骨细胞周围及肌内膜和夏氏纤维存在。Liu[12](1997年)观察了新西兰白肌腱在骨孔中的早期愈合界面的免疫组化观察。在愈合早期，Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ型胶原在肌腱骨界面的疤痕组织中均有散在分布，随着术后界面结缔组织改建，大约6周时，改建附着区逐渐类似于间接附着。尽管未形成明显纤维软骨区，但Ⅱ型胶原在这一时期于附着区均有分布，而Ⅲ型胶原纤维跨越肌腱骨界面。这些胶原纤维可能是由骨髓中的多能干细胞。早期Ⅰ型胶原较少，四周后Ⅲ型胶原相对减少。有学者[6]观察到愈合早期瘢痕中主要是Ⅲ型胶原，以后逐渐被成纤维细胞分泌的Ⅰ型胶原所代替。
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4.骨骼肌再附着评价和影响因素
对于肌-骨再附着后的功能测定主要有肌电和生物力学等方法，目前主要以后者为主[9～11]。实验方法是将肌肉或肌腱从骨面或骨孔中拉伸，记录断裂时负荷，作为再附着界面的强度。根据一些学者的报道界面强度在术后是逐渐增强，特别在前四周增加较快，至12周时基本稳定。这与愈合的过程大致一致。但界面是否能完全重建以及完全重建的时间仍有不同看法，有报道[6]认为在术后两个月可获得53%的原界面强度，术后一年可获得60%～80%。界面强度的增加可能主要是由于界面夏氏纤维的重建、矿化以及组织成熟，而不是附着区域的增加。
影响界面强度因素颇为复杂，大致有以下几个方面：① 骨面的处理[11]传统观念认为软组织与经过处理的骨面(如骨孔或磨去表面皮质骨)附着较好，相比之下与皮质骨的直接附着由于在骨面和软组织间存在结缔组织导致生物力学性能下降。同时松质骨的较大表面积有助于补偿修复过程中的滑动、爬行或应力释放。最近有学者比较了肌腱分别与皮质骨和松质骨的愈合过程后，认为从组织学观察和生物力学分析二者均未见显著性差异，但这一结构仍有待进一步证实。② 制动[8,9,11,12]一般认为在肌肉再附着后的一段时间应注意局部制动。近年由于缝合技术的改进和一些新型固定装置的出现，使肌腱再附着的初始强度提高，因此在早期可以承担负荷，无须强调制动。研究表明，适当功能活动有助于成纤维细胞增殖和移动以及胶原合成，使胶原纤维增粗并可承担更大负荷。同时也避免了因制动导致的胶原纤维数量减少、不成熟胶原纤维增加和生物力学性能下降的缺陷。③ 生长因子[6]生长因子在骨、肌肉、肌腱、韧带的愈合部位均有发现。在体外实验中已证实生长因子可以调节胶原的合成。目前研究较多的生长因子是TGF-β1、ILGFⅠ、Ⅱ以及PDGF。这些生长因子对成骨细胞、肌腱细胞以及成纤维细胞合成胶原的类型、数量均有影响。但它们在肌-骨再附着界面的表达以及它们对再附着的作用尚待进一步深入研究。对于骨、肌肉、肌腱、韧带的组织培养将有助于区分不同生长因子对各种胶原类型表达的作用，为今后基因调控组织愈合打下基础。特别对一些非正常情况的愈合将更有意义。分子生物学技术将有助于获得更快、更好的肌骨附着。
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作者简介：季 彤(1969-)，男，上海，主治医师.
参考文献：
[1] Burkey BB. Current concepts in oromandibular reconstruction[J]. Otolaryngol Clin North Am, 1997,30(4):607.
[2] Cooper RR, Misol S. Tendon and ligament insertions: A light and electron microscopic study [J]. J Bone Joint Surg, 1970,52A(1):1.
[3] Benjamin M, Evans EJ. The history of tendon attachments to bone in man[J]. J Anat, 1986,149:89-100.
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[5] Benjamin M, Evans EJ. Fibrocartilage[J]. J Anat,1990,171:1-15.
[6] Liu SH, Yang RS. Collagen in tendon, ligament, and bone healing[J]. Clin Orthop, 1995,318:265-278.
[7] Blevins FT, Djurasovic M. Biology of the rotator cuff tendon[J]. Orthop clin North Am, 1997,28:1-16.
[8] Panni AS, Milano G, Lucania L, et al. Graft healing after anterior cruciate ligament reconstruction in rabbit[J]. Clin Orthop, 1997,343:203-212.
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[10] Chierici G. Experimental study of muscle reattachment following surgical detachment [J]. J Orla Maxillofac Surg,1984,42:485-490.
[11] St Pierre P, Olson EJ, Elliott JJ. Tendon-healing to cortical bone compared with healing to a cancellous trough[J]. J Bone Joint Surg,1995,77:1858-1866.
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[14] Kumaga J, Sarkar K, Uhthoff HK. Immunohistochemical distribution of types Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ collagens in the rabbit supraspinatus tendon insertion[J]. J Anat,1994,185:279-284.
[15] Liu SH, Panossian V. Immunolocation of collagen types Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ in the rabbit anterior cruciate ligament and patellar tendon insertion[J]. Trans Orthop Res Soc,1996,21:781.
收稿日期：1999-03-18, 百拇医药