甘霖 韓樹峰
股骨頭缺血壞死(osteonecrosis of the femoral head, ONFH) 是由各種病因引起股骨頭血液供應(yīng)破壞而引起軟骨下骨變性、壞死,造成股骨頭塌陷,最終導致髖關(guān)節(jié)退行性破壞[1]。該病多發(fā)于青壯年,男性多于女性。我國確切的ONFH在500~750 萬,每年新發(fā)病例在7.5~15.0 萬。實際數(shù)字可能還要高一些,因為我國濫用皮質(zhì)類固醇激素較普遍,酗酒也較嚴重,而這兩種原因正是非創(chuàng)傷性骨壞死的主要原因[2]。
自1957年被首次報告使用糖皮質(zhì)激素導致股骨頭壞死的病例以來,激素性股骨頭壞死逐漸引起了醫(yī)學界的關(guān)注。為我國非創(chuàng)傷性O(shè)NFH的最常見原因,約占所有ONFH的10%~30%[3]。有外國學者[4]在治療患有SARS的254 例患者中,發(fā)現(xiàn)有12 例出現(xiàn)了股骨頭壞死,并證明積量使用激素是導致其壞死的主要原因。
1.1 設(shè)計 隨機對照動物實驗
1.1.1 時間及地點 2011年5-8月,在山西醫(yī)科大學生理實驗室、寄生蟲實驗室,臨汾市人民醫(yī)院病理科完成。
1.1.2 材料 動物:2~3月齡SD大鼠18 只,雌雄各半,體重(0.20±0.02)kg,由山西醫(yī)科大學動物實驗室提供。主要試劑:馬血清(北京元亨金馬生物科技有限公司),地塞米松(山西晉新雙鶴藥業(yè)有限公司),鮭魚降鈣素(Novartis Pharma Stein AG,Switzerland),樂力(武漢維奧制藥有限公司),青霉素G(華北制藥股份有限公司)。
1.2 實驗方法 將18 只SD大鼠隨機分成3 組,每組6 只。A組經(jīng)大鼠尾靜脈注射馬血清20 mL/kg,間隔3 周,第二次注射馬血清20 mL/kg,其后兩周連續(xù)3 d腹腔注射地塞米松注射液20 mg/kg,B組除與A組相同部分外,另在注射馬血清第1 天開始隔日肌肉注射鮭魚降鈣素20 U/kg,并樂力灌胃250 mg/kg;空白對照組于相同時間相同部位注射和灌胃同等量生理鹽水。所有動物每周進行大腿外側(cè)肌注青霉素G注射10 萬U,預防感染。
1.3 觀測指標 一般動物觀察:包括體重,毛色,光澤度,精神狀態(tài),飲食狀態(tài)等。
影像學觀察:各組于8 周后水合氯醛麻醉腹腔注射,進行髖關(guān)節(jié)X線觀察,并SCT斷面觀察。X光機使用上海醫(yī)療器械公司生產(chǎn)的XG 510 A型成像儀,100 mA,55 kV,掃描時間0.125 s。SCT使用德國西門子公司生產(chǎn)的balance螺旋CT,130 KV,90 mAs,窗寬1350,窗位450,視野50,進行掃描。
組織病理學觀察:第8 周后處死各組大鼠,取出股骨頭,剝離清理干凈周圍軟組織,10%中性福爾馬林緩沖液固定,EDTA與中性福爾馬林混合液螯合脫鈣,常規(guī)石蠟包埋,切片厚度4μm,HE染色,在使用olympus BX 41 顯微鏡下觀察股骨頭下區(qū)域內(nèi)骨小梁情況,骨細胞,骨髓脂肪細胞變化,高倍鏡下任意10 個視野,計數(shù)骨細胞數(shù)量和空骨陷窩,并計算空骨陷窩率。
1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS17.0 統(tǒng)計軟件分析數(shù)據(jù),實驗數(shù)據(jù)使用均數(shù)±標準差表示,以P<0.01 為檢驗水準,進行單因素方差分析,組間采用SNK法進行多重比較。
2.1 影像學觀察 X線觀察可見激素造模A組股骨頭出現(xiàn)片狀囊性密度減低影,關(guān)節(jié)間隙小,但未見塌陷。B組藥物干預后見股骨頭未見明顯密度減低區(qū),近股骨頸出有硬化現(xiàn)象,關(guān)節(jié)間隙正常。C組骨密度、關(guān)節(jié)間隙均未見異常。
SCT所見激素造模A組股骨頭內(nèi)片狀密度減低,骨皮質(zhì)變薄,間隙較正常對照組小,未見斷裂塌陷等現(xiàn)象。B組股骨頭內(nèi)密度輕度減低,骨皮質(zhì)輕度變薄,近股骨頸結(jié)合處,硬化明顯,關(guān)節(jié)間隙正常,C組骨密度,關(guān)節(jié)間隙等未見明顯異常。
2.2 組織病理學觀察
2.2.1 動物大體觀察 A、B兩組于第二次注射馬血清后,部分大鼠出現(xiàn)運動不能,站立不穩(wěn),呼吸急促現(xiàn)象,但經(jīng)一小時觀察后,均恢復正常,大鼠無死亡。實驗8 周后,A組大鼠食欲較B、C組明顯差,活動少,瘦弱,毛雜亂,并部分有脫毛現(xiàn)象,其糞便較小而硬,大體標本見股骨頭表面無差別,但A組較B、C組脆容易切割。切開后,A組骨髓較其余兩組呈偏黃色。
2.2.2 組織學觀察 A組造模組可見骨小梁變細,結(jié)構(gòu)紊亂,間距增寬,并有崩解、斷裂。骨細胞凝固性壞死,細胞核偏向一側(cè),空骨陷窩增多,成骨細胞減少,破骨細胞增加。骨髓腔內(nèi)見脂肪細胞怎多,體積增大,骨髓造血細胞減少。
B組藥物干預組可見骨小梁增粗,近股骨頸處尤其明顯,均為新生骨小梁,并周圍多成骨細胞分布,空骨陷窩率少,髓腔內(nèi)脂肪細胞數(shù)量及大小近于正常,造血細胞較多見。
C組對照組見骨小梁排列整齊,邊緣見成骨細胞,骨細胞分布正常,細胞核居中。髓腔內(nèi)造血細胞增生較為活躍。
各組空骨陷窩率率情況觀察見表1。方差分析見表2。
表1 空骨陷窩率
表2 方差分析結(jié)果
經(jīng)方差分析及SNK多重比較,三組間差異均具有統(tǒng)計學意義。
眾所周知,激素是非創(chuàng)傷性股骨頭缺血性壞死中的一個獨立危險因素,其機制眾說紛紜,有微循環(huán)損傷理論,脂代謝紊亂理論,自由基損傷學說,骨內(nèi)壓增高學說,骨質(zhì)疏松理論等[5],均在某一方面解釋了其形成機制,并一定程度上指導臨床。
骨質(zhì)疏松對于老年人,以及絕經(jīng)后婦女來說,隨著體內(nèi)激素水平的變化,其發(fā)生率也在逐年的增長。而濫用藥物,各種內(nèi)分泌疾病,營養(yǎng)缺乏等也增加了患者數(shù)量。當然,骨質(zhì)疏松是全身性疾病。針對治療骨質(zhì)疏松發(fā)展有骨生成促進劑,骨破壞抑制劑,還有促骨礦化劑。根據(jù)研究,目前臨床上已確定有治療效果的常用藥物是降鈣素,二磷酸鹽衍生物,各種鈣劑,VD等。鮭魚降鈣素作為一種從鮭魚體內(nèi)提取出的有生物活性的物質(zhì),其作用是抑制破骨細胞的繁殖,防止骨的溶解,從而促進骨的形成。而VD與鈣劑則一般聯(lián)合應(yīng)用促進新生骨細胞的礦化,達到對于骨質(zhì)疏松的治療作用[6]。
本實驗即是根據(jù)激素性股骨頭壞死的骨質(zhì)疏松理論,早期在激素馬血清造模[7]過程中加用促進骨細胞形成的鮭魚降鈣素,和促進新生骨細胞礦化的樂力(含多種鈣和VD),通過壞死的負效應(yīng)與促進生成的正效應(yīng)綜合,來觀察藥物的預防性作用。
結(jié)果表明,鮭魚降鈣素與鈣劑的使用有效的預防了股骨頭壞死的進展,并促進其轉(zhuǎn)歸。試驗中A組出現(xiàn)了股骨頭壞死早期的X線表現(xiàn),CT顯示皮質(zhì)變薄等。組織切片觀察骨小梁的變窄,斷裂,空骨陷窩的增多,骨細胞的壞死,以及骨髓腔中增多增大的脂肪細胞等,雖然并沒有出現(xiàn)明顯的股骨頭表面的塌陷,但可以證明激素在推進股骨頭壞死的進程。而B組在造模因素作用的基礎(chǔ)上加入促進其愈合因素,B組在X線片上沒有明顯的大空泡樣的密度減低區(qū),而變的為不均勻,其股骨頸處還出現(xiàn)了明顯的硬化現(xiàn)象,組織切片可以觀察到骨皮質(zhì)下、股骨頸處,骨小梁的增粗,其周圍大量分布的成骨細胞,以及分裂仍較旺盛的骨髓細胞,脂肪細胞較少。說明鮭魚降鈣素與鈣劑VD等很有效的減緩和修復了以上的損傷,并一定程度上促進其轉(zhuǎn)歸。
綜上所述,激素性股骨頭壞死是一個動態(tài)的演變過程,也是一個損傷壞死與生成修復的過程,當多種有利因素作用時,就會向愈合修復的方向轉(zhuǎn)歸。試驗中鮭魚降鈣素和樂力可有效預防激素性股骨頭壞死,但影響股骨頭壞死以及修復的因素是多種多樣的,降鈣素在臨床上應(yīng)用于激素性股骨頭壞死仍需長期試驗觀察。
[1]趙海燕,夏亞一,康鵬德.股骨頭壞死病因與發(fā)病機制研究進展[J].中國矯形外科雜志,2009,17(8):604-607.
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[3]屈輝.重視SARS病人激素治療后的骨壞死[J].中國全科醫(yī)學,2003,6(7):567.
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[5]倪建平,施杞.非創(chuàng)傷性股骨頭缺血性壞死的病因研究進展[J].山東醫(yī)藥,2008,48(6):113-114.
[6]孟迅吾.骨質(zhì)疏松藥物的臨床應(yīng)用[J].中國臨床醫(yī)生,2006,34(7):13-15.
[7]李子榮,張念非,岳德波,等.激素性股骨頭壞死動物模型的誘導與觀察[J].中華外科雜志,1995,33(8):485-487.