陳飛 朱夏 吳朝陽 沈榮凱 林建華
·基礎(chǔ)研究·
常溫下對骨肉瘤真空干燥滅活的探討*
陳飛 朱夏 吳朝陽 沈榮凱 林建華
目的:分析常溫下對骨肉瘤組織進(jìn)行真空干燥滅活的可行性。方法:體內(nèi)實(shí)驗(yàn)對VX2腫瘤塊進(jìn)行真空干燥處理及冰水復(fù)水后,行體內(nèi)種植,確定滅活處理的安全時間。體外實(shí)驗(yàn)對骨肉瘤組織進(jìn)行真空干燥滅活,測定脫水率,觀察腫瘤組織形態(tài)學(xué)改變,檢測腫瘤組織ATP酶活性;檢測兔骨、肌腱進(jìn)行真空滅活處理后生物力學(xué)強(qiáng)度的變化。結(jié)果:常溫下VX2腫瘤真空干燥滅活的安全時間為60 min;骨肉瘤組織接受真空干燥滅活后,明顯皺縮,內(nèi)部呈多孔狀,脫水率達(dá)93.98%,鏡下見細(xì)胞明顯變小,結(jié)構(gòu)破壞,透射電鏡下見腫瘤細(xì)胞膜破壞,細(xì)胞器崩解,染色體分解;腫瘤組織的ATP酶活性明顯較對照組降低;骨、肌腱的生物力學(xué)強(qiáng)度并未發(fā)生明顯下降。結(jié)論:室溫下真空干燥處理60 min,對骨、肌腱力學(xué)強(qiáng)度無明顯影響,卻可以使骨及軟組織腫瘤內(nèi)腫瘤細(xì)胞完全滅活。
骨肉瘤 真空干燥 滅活 常溫
Department of Orthopedic Oncology,The First Affiliated Hospital of Fujian Medical University,F(xiàn)uzhou 350005,China
This work was supported by Miaopu Foundation of Fujian Medical University(No.2010MP007)and the Key Clinical Specialist Projects of Fujian Province of China(No.[2012]149)
AbstractObjective:To demonstrate the feasibility of the osteosarcoma devitalization method by vacuum dehydration at room temperature.Methods:For the in vivo study,the VX2 tumor mass was treated by vacuum dehydration,rehydrated in ice water,and implanted in the rabbit to determine the safety time to deactivate the tumor.For the in vitro study,the osteosarcoma mass was devitalized by vacuum dehydration,and the dehydration rate and ATPase activity were determined.Histopathological changes in the tumor were also observed.The change in the biomechanical strength of rabbit bone and tendon after vacuum devitalization treatment was detected.Results:At room temperature,the safety time to deactivate the VX2 tumor was 60 min,and the dehydration rate was 93.8% at this time point.After vacuum dehydration,the tumor mass evidently shrunk,presenting a porous structure.The osteosarcoma cell became small,and cell structure damage was observed under light microscope.Disrupted cell membrane and organelles were seen under transmission electron microscope as well as broken down chromosomes.The activity of ATPase was evidently lower than in the control group.The strength of bone and tendon did not decrease significantly after vacuum dehydration.Conclusion:Treatment by vacuum dehydration at room temperature for 60 min does not result in differences of the bone and tendon strength.However,it can inactivate both soft tissue and bone tumor mass completely.
骨肉瘤是一種好發(fā)于青少年的高度惡性骨腫瘤,致死率及致殘率高,目前采用以外科手術(shù)為主的綜合治療。其中,腫瘤瘤段切除后滅活再植是一種經(jīng)典的保肢手術(shù)方式,但由于傳統(tǒng)的各種滅活方法都存在明顯缺陷,常導(dǎo)致術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)、感染、骨不連、骨折等并發(fā)癥,嚴(yán)重影響了這種術(shù)式的應(yīng)用,而目前臨床上廣泛應(yīng)用的定制型金屬人工假體置換術(shù),也存在費(fèi)用昂貴、假體松動、肌腱韌帶愈合差等問題。因此,有必要尋求一種新的腫瘤滅活技術(shù)來避免這些問題。本研究嘗試應(yīng)用真空干燥的方法,常溫下對瘤骨進(jìn)行滅活初步的探索,驗(yàn)證了該技術(shù)的有效性和可行性。
1.1材料
1.1.1試劑硅膠干燥劑(青島裕寶精細(xì)化工有限公司)、ATP酶活性檢測試劑盒及組織蛋白定量試劑盒(南京建成生物化學(xué)研究所)、鹽酸氯丙嗪注射液(天津藥業(yè)焦作有限公司)、鹽酸氯胺酮注射液(福建古田藥業(yè)有限公司)。
1.1.2設(shè)備真空干燥箱DZF-6050(杭州匯爾儀器設(shè)備有限公司)、真空泵2XZ-4(上海雙鵝制冷設(shè)備有限公司)、電子天平AR1502CN(奧豪斯儀器上海有限公司)、針式電子測溫儀TM-301(日本AS-ONE)、生物型光學(xué)顯微鏡BX41(日本公司Olympus)、透射電子顯微鏡EM208(荷蘭公司PHILIPS)、超聲破碎機(jī)JY92-II(寧波新芝生物科技股份有限公司)、低溫高速離心機(jī)Centrifuge 5430R(德國公司Eppendorf)、分光光度計721-100型(上海光學(xué)儀器廠)、萬能材料測試機(jī)AG-IC(日本公司SHIMADZU)。
1.1.3骨肉瘤標(biāo)本選取福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院骨腫瘤科2010年1月至2013年12月間,臨床確診的8例骨肉瘤病例,均為化療前活檢標(biāo)本,腫瘤組織塊直徑為0.35~0.50 cm。
1.1.4動物VX2腫瘤荷瘤兔,購自山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所,腫瘤位于后肢肌內(nèi),種植時間約3周;普通級新西蘭大白兔35只,體質(zhì)量2.5~3.0 kg,雌雄不限,由福建醫(yī)科大學(xué)動物中心提供并飼養(yǎng),實(shí)驗(yàn)動物許可證號為scxk(滬)2012-0011,所有動物實(shí)驗(yàn)過程均符合動物使用與管理的有關(guān)法規(guī)。
1.1.5實(shí)驗(yàn)設(shè)計體內(nèi)實(shí)驗(yàn):分為真空干燥處理40、50、60 min組、陰性對照組,每組包含5只大白兔。體外實(shí)驗(yàn):每份標(biāo)本分實(shí)驗(yàn)組、陰性對照組及陽性對照組。實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行真空干燥滅活,陰性對照組為新鮮腫瘤組織,陽性對照組為經(jīng)高溫滅活處理的腫瘤組織。用于ATP酶活性檢測的標(biāo)本先保存于液氮中,再于同一次實(shí)驗(yàn)中測定酶活性(圖1)。
圖1 實(shí)驗(yàn)流程圖Figure 1Experimental procedure
1.2方法
1.2.1真空干燥處理環(huán)境溫度25~30℃、擱板溫度60℃、箱體內(nèi)氣壓-0.1 Mpa,在箱體內(nèi)放置硅膠干燥劑,開機(jī)預(yù)熱0.5 h,放入標(biāo)本后,將針式電子測溫儀的探頭尖端插入標(biāo)本內(nèi)部,每10 min抽氣1 min,達(dá)到所需要的時間后,放氣終止處理。觀察標(biāo)本內(nèi)部溫度變化,測量標(biāo)本真空干燥處理前后的質(zhì)量,計算脫水效率。
脫水效率=(干燥前質(zhì)量-干燥后質(zhì)量)/樣品含水量
重量恒定法測大白兔完整脛骨、股骨、肌腱以及腫瘤的含水率:將6對脛骨、股骨及跟腱進(jìn)行真空干燥處理,定時取出測重,直至重量恒定。
樣品含水率=(干燥前質(zhì)量-恒重質(zhì)量)/干燥前質(zhì)量
1.2.2復(fù)水方法雙蒸水制成冰塊,與雙蒸水混合成冰水混合物,溫度為0℃;將干燥處理后的標(biāo)本于冰水中浸泡5 min。
1.2.3體內(nèi)實(shí)驗(yàn)1)目的:確定使瘤塊完全滅活,真空干燥處理所需要的時間。2)腫瘤滅活:VX2荷瘤兔全身麻醉、剃毛、消毒,逐層切開顯露并切取腫瘤,切成大小為1 cm×1 cm×1 cm瘤塊,分別真空干燥處理40、50、60 min。每個時間點(diǎn)取出瘤塊復(fù)水后,于4℃生理鹽水中,多處切取腫瘤,剪成0.1 cm×0.1 cm×0.1 cm小塊備種植用。陰性對照組瘤塊不經(jīng)真空干燥滅活,其余步驟相同。3)腫瘤種植:受體大白兔同法麻醉、固定,背部及雙側(cè)后肢外側(cè)剃毛、消毒、于背部棘突兩側(cè)旁開約2 cm,由頭至尾端,每側(cè)各作3個約0.5 cm小切口,間隔約3 cm,雙后肢股外側(cè)作切口約0.5 cm。逐層切開,鈍性分離肌纖維,形成肌袋。自頭端向尾端分別種植40、50、60 min處理組瘤粒2~3枚,股部種植陰性對照組瘤塊。4)觀察指標(biāo):繼續(xù)飼養(yǎng)4周,每周對大白兔腫瘤種植部位進(jìn)行觸診,并于觀察結(jié)束時切取腫瘤種植部位組織進(jìn)行病理檢查。記錄各組成瘤情況,成瘤者為陽性。
1.2.4病理檢查骨肉瘤標(biāo)本于4%中性甲醛固定24 h,30%甲酸脫鈣液處理48~72 h,70%酒精中和24 h,依次脫水、石臘包埋、6 μm厚度切片,HE染色。低倍及高倍顯微鏡下觀察腫瘤的組織及細(xì)胞形態(tài)。
1.2.5透射電鏡檢查骨肉瘤標(biāo)本離體后,迅速經(jīng)4℃的3%戊二醛及1.5%多聚甲醛前固定數(shù)天,1%鋨酸及1.5%亞鐵氰化鉀后固定,酒精及丙酮脫水,環(huán)氧樹脂618包埋劑包埋;超薄切片,醋酸鈾、檸檬酸鉛染色,飛利浦208型透射電鏡觀察、攝影。
1.2.6組織ATP酶活性檢測1)陽性對照組:將瘤組織煮沸10 min。2)組織勻漿:切取骨肉瘤組織,按重量體積1:49(g:mL)比例準(zhǔn)備生理鹽水,剪碎后,一并移入15 mL離心管,進(jìn)行超聲粉碎,勻漿全程在冰浴下進(jìn)行。4℃、2 500 r/min離心10 min,取上清液100 μL進(jìn)行檢測。3)設(shè)置A管(對照組)、B管(Na+-K+ATP酶)、E管(Ca2+-Mg2+ATP酶),按照試劑盒說明書,依次加入各組試劑及樣品,37℃水浴10 min進(jìn)行酶促反應(yīng),定磷,設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)管。660 nm波長下,光徑1 cm,測各組A值(光吸收度)。4)組織蛋白定量:取上述各組標(biāo)本勻漿上清液,按試劑盒說明書要求,以適量生理鹽水稀釋,加入各組試劑,設(shè)置空白管與標(biāo)準(zhǔn)管,595 nm下測定A值,根據(jù)說明書公式:(測定管A-空白管A值)/(標(biāo)準(zhǔn)管A值-空白管A值)× 0.563,計算腫瘤組織蛋白質(zhì)含量(mg·mL-1)。5)計算組織ATP酶活力:組織ATP酶活力=(測定管A值一對照管A值)/標(biāo)準(zhǔn)管A值×標(biāo)準(zhǔn)管濃度(0.5 μmolpi· mL-1)×反應(yīng)體系中樣本稀釋倍數(shù)(2.5)×6/勻漿液蛋白濃度(mgprotmL-1)。酶活力單位為:微摩爾分子磷/毫克蛋白/小時(μmolPi·mgprot-1·hour-1)。
1.3統(tǒng)計學(xué)處理
應(yīng)用SPSS 16.0軟件進(jìn)行分析,按照配對樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理。腫瘤組織的ATP酶活力以及骨、腱斷裂載荷均以±s表示。以P<0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1樣品干燥
箱體抽氣達(dá)真空狀態(tài)時,可見到組織表面持續(xù)性細(xì)小氣泡溢出;瘤內(nèi)溫度在3~5 min內(nèi)降低至約20.1~16.5℃并緩慢回升,至60 min處理結(jié)束時,溫度約為30~35℃,終止處理并往向空箱體重新注入空氣時,軟組織部分發(fā)生不同程度的壓縮。
2.2含水率
骨(34.48±5.46)%、肌腱(56.64±8.75)%、VX2腫瘤(86.63%±3.35)%、骨肉瘤(80.14%±5.25)%。
2.3脫水及成瘤情況
whereis the element number of the whole array,where the coordinate ofthe mth element is for
真空干燥處理1 h,脫水效率分別為:骨(40.86± 10.62)%、肌腱(57.41±9.51)%,骨肉瘤(0.5 cm×0.5 cm× 0.5 cm)為(93.98±8.52)%、VX2腫瘤(1 cm×1 cm×1 cm)為(85.95±9.73)%。樣品水/干重比例分別為:骨0.31、肌腱0.56、骨肉瘤0.24、VX2腫瘤0.91。成瘤情況(表1),僅60 min組全部為陰性,故認(rèn)為在此條件下,真空干燥滅活的安全時間為60 min(圖2)。
表1 大白兔VX2腫瘤種植成瘤情況Table 1Tumor formation of VX2 tumor implanted in rabbits
圖2 VX2腫瘤病理學(xué)形態(tài)Figure 2Pathologic morphology of VX2 tumor
2.4病理檢查
肉眼下,實(shí)驗(yàn)組腫瘤組織明顯皺縮變小。光學(xué)顯微鏡下,腫瘤組織間出現(xiàn)多發(fā)孔狀空隙,愈靠近腫瘤邊緣愈明顯;分葉狀、團(tuán)塊狀腫瘤組織結(jié)構(gòu)已無法分辨;腫瘤細(xì)胞明顯皺縮、由不規(guī)則飽滿多邊形變?yōu)榫o密排列的短梭形,胞漿濃縮深染,細(xì)胞核膨脹、碎裂、邊緣模糊、結(jié)構(gòu)不清楚,著色較陰性組變淡,類似于凝固性壞死表現(xiàn)(圖3)。透射電鏡下:1)對照組部分細(xì)胞出現(xiàn)腫脹,但細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)完整,粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張,核漿比例大,細(xì)胞核完整,常染色質(zhì)為主,可見核仁;細(xì)胞大量外膠原原纖維增生。2)實(shí)驗(yàn)組難以觀察到完整細(xì)胞,細(xì)胞膜完整性破壞,細(xì)胞輪廓不清,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)崩解,細(xì)胞核膜破壞,染色體分解呈無結(jié)構(gòu)狀;細(xì)胞外膠原原纖維斷裂呈碎片狀,排列雜亂(圖4)。
圖3 骨肉瘤真空干燥滅活后病理學(xué)變化(光學(xué)顯微鏡)Figure 3Pathological change of osteosarcoma after vacuum dehydrated devitalization(under light microscopy)
圖4 骨肉瘤真空干燥滅活后病理學(xué)變化(電子透射顯微鏡)Figure 4Pathological change of osteosarcoma after vacuum dehydrated devitalization(under transmission electron microscopy)
2.5組織ATP酶活性
Na+-K+-ATP酶活性:實(shí)驗(yàn)組低于陰性對照組(t=-0.203,P=0.003),但高于陽性對照組(t=11.345, P<0.001);Ca2+-Mg2+-ATP酶活力:實(shí)驗(yàn)組亦低于陰性對照組(t=-5.087,P=0.004),而高于陽性對照組(t= 8.558,P<0.001)。實(shí)驗(yàn)組與陽性、陰性對照組間差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(表2)。
表2 各組骨肉瘤組織ATP酶活性(μmolPi·mgprot-1·hour-1)對比Table 2ATPase activity of each group of osteosarcoma mass
2.6生物力學(xué)測試
實(shí)驗(yàn)組長骨、肌腱的最大載荷較之對照組,經(jīng)配對資料t檢驗(yàn)分析,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05,表3)。腱骨抗拉出實(shí)驗(yàn)中,斷裂處均位于髕腱腱性部分而非止點(diǎn)處,故于本實(shí)驗(yàn)中,未能獲得腱骨抗拉出力數(shù)據(jù)。
表3 兔長骨抗壓、肌腱抗拉最大載荷變化情況(n=13)Table 3Change of maximum compressing strength of long bone and tensile strength of tendon of rabbit(n=13)
經(jīng)典的骨肉瘤瘤段滅活的方法包括:高溫滅活、化學(xué)滅活、輻照滅活、冷凍滅活等。高溫滅活的骨骼機(jī)械強(qiáng)度差,蛋白質(zhì)變性而喪失活性,失去骨傳導(dǎo)及骨誘導(dǎo)功能,成為永久性死骨,難以被重新替代爬行,用于肢體重建后容易出現(xiàn)骨不連及骨折[1]?;瘜W(xué)滅活主要為無水酒精、高滲鹽水、蒸餾水浸泡等,存在滅活不徹底的問題,術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)率較高。輻照滅活,要求有放射源及輻射設(shè)備,且處理時間長,不易推廣。冷凍滅活法操作不便,且操作過程中容易被污染。以上各種原因,嚴(yán)重限制了瘤骨滅活技術(shù)的應(yīng)用[2-5]。
目前骨肉瘤保肢手術(shù)的重建技術(shù)中,應(yīng)用最為廣泛的為定制型金屬假體置換,但是金屬不能與患者自體骨牢固結(jié)合,軟組織的附著能力差,存在假體松動、疲勞斷裂等風(fēng)險,始終影響著患者術(shù)后肢體功能的恢復(fù)。近年來,同種異體骨復(fù)合金屬假體的技術(shù)逐漸應(yīng)用于臨床,不同程度上克服了上述種種不足[6],但是,在國內(nèi)仍存在異體骨來源困難、與自體骨不匹配等問題,難以進(jìn)行推廣。
此外,既往的瘤骨滅活技術(shù),基本都要求將軟組織剔除,僅對骨殼進(jìn)行處理,因此無法保留被腫瘤細(xì)胞污染的肌腱、韌帶等軟組織,導(dǎo)致軟組織附著重建困難,直接影響了術(shù)后肢體功能的重建效果。
因此,尋求一種適合我國國情、容易推廣的瘤骨滅活技術(shù)仍有重要的現(xiàn)實(shí)意義。真空干燥技術(shù),目前已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于生化、制藥、物種保存等領(lǐng)域,能在常溫下對組織細(xì)胞進(jìn)行快速脫水,而蛋白質(zhì)、糖類等物質(zhì)的活性仍然能夠得到部分保留,因此,本研究嘗試對腫瘤組織進(jìn)行脫水處理,期望能達(dá)到既滅活腫瘤細(xì)胞又保存骨的機(jī)械性能、生物活性乃至腫瘤的抗原性的目的。
水是細(xì)胞存活的最基本物質(zhì)條件之一,尤其是哺乳動物組織細(xì)胞,對缺水的耐受力較差,既往研究認(rèn)為,細(xì)胞含水量(水/干重)降至0.3~0.5時[7],即可導(dǎo)致不可逆的細(xì)胞死亡。細(xì)胞脫水導(dǎo)致死亡的機(jī)制為:1)細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)和功能的破壞。細(xì)胞脫水時,發(fā)生膜的相變,會導(dǎo)致膜完整性破壞而出現(xiàn)泄漏,以及質(zhì)膜的融合[8],而且這種損害是不可修復(fù)的[9]。2)膜蛋白的功能受影響[10]。3)蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子高級結(jié)構(gòu)的破壞[11]。4)腫瘤組織干燥脫水過程中,細(xì)胞質(zhì)的溶質(zhì)不斷濃縮,同樣會對細(xì)胞(內(nèi)容物)造成損害,導(dǎo)致細(xì)胞死亡[12]。
細(xì)胞脫水后再復(fù)水,細(xì)胞膜同樣要經(jīng)歷相變過程,容易發(fā)生大片的融合以及泄漏;而含水量越低的細(xì)胞膜相變溫度越高,因此低溫復(fù)水對細(xì)胞存活的影響最大[13]。本研究采用0℃的冰水對干燥瘤塊進(jìn)行復(fù)水,以期達(dá)到對腫瘤細(xì)胞更徹底的破壞[14]。細(xì)胞的脫水和復(fù)水過程均能產(chǎn)生氧自由基,以及繼發(fā)的氧化性損害,也可以造成細(xì)胞膜及細(xì)胞骨架的嚴(yán)重?fù)p傷[15]。真空環(huán)境下,溶解于水的氣體分子快速逸出,腫瘤細(xì)胞處于急性缺氧的狀態(tài),在細(xì)胞死亡的過程中也起到一定作用。
本研究通過透射電鏡觀察,證實(shí)經(jīng)真空干燥處理后,腫瘤細(xì)胞的壞死以膜結(jié)構(gòu)的破壞為主。ATP酶活性檢測顯示:與陰性對照組對比,實(shí)驗(yàn)組酶活性明顯降低,但下降程度卻沒有陽性對照組顯著,說明在干燥過程中,細(xì)胞膜(Na+-K+-ATP酶)及線粒體(Ca2+-Mg2+-ATP酶)的功能遭受嚴(yán)重破壞,這與細(xì)胞脫水損傷的機(jī)制是相符合的,但由于組織內(nèi)的溫度并沒有達(dá)到導(dǎo)致蛋白質(zhì)熱變性的65℃[16],所以酶的活性仍然得以一定程度的保留。
本研究還觀察到,細(xì)胞經(jīng)真空干燥處理后,腫瘤細(xì)胞的形態(tài)明顯呈皺縮狀態(tài)。有學(xué)者發(fā)現(xiàn),細(xì)胞的容量與細(xì)胞死亡(壞死及凋亡)有著明確關(guān)系[17]。因此,脫水導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡的原因中,還可能與細(xì)胞容量明顯變小有關(guān)。
本實(shí)驗(yàn)條件下,VX2腫瘤經(jīng)真空干燥處理60 min,含水量并未降低至細(xì)胞死亡所需達(dá)到的水平,但仍然已經(jīng)完全失去活性,而正常情況下,VX2腫瘤細(xì)胞離體則可存活達(dá)2 h[18]。這也說明,滅活過程中,除脫水外,確有其他導(dǎo)致細(xì)胞死亡的機(jī)制。
采用本研究的滅活方法處理骨、肌腱,其生物力學(xué)強(qiáng)度并未發(fā)生明顯減弱。可能原因是此方法尚保留了蛋白質(zhì)分子的結(jié)合水,并未破壞骨、肌腱內(nèi)膠原蛋白分子的高級結(jié)構(gòu),所以能夠保留骨、腱的生物力學(xué)強(qiáng)度[19]。因此,本滅活方法理論上還能滅活侵犯軟組織的腫瘤細(xì)胞,能保留附著于骨骼的韌帶與肌腱,十分有利于軟組織的重建。
在目前的實(shí)驗(yàn)條件下,腫瘤完全滅活所需要的時間長達(dá)60 min,無疑增加了手術(shù)中等待的時間,實(shí)用性欠佳。然而,本研究也證實(shí),樣品的脫水效率與其單位質(zhì)量的表面積呈正相關(guān)。相對于實(shí)驗(yàn)中的立方體腫瘤以及完整骨骼,臨床上切除的腫瘤骨髓腔開放,形狀極不規(guī)則,經(jīng)腫瘤刮除處理后,暴露的表面積更大,而且厚度很少超過1 cm;骨肉瘤好發(fā)于干骺端,而骨骺部位為多孔的松質(zhì)骨,真空處理時更容易被脫水,因此,理論上瘤骨具有更高的脫水效率。
在進(jìn)一步的研究中,可考慮使用效率更高的真空泵以及干燥劑(包括冷阱),提高脫水速度,在此基礎(chǔ)上適當(dāng)增加組織內(nèi)溫度,不僅可能促進(jìn)水份逸出,還可能與脫水協(xié)同作用,提高滅活的效果。在處理時間、滅活效果與生物力學(xué)強(qiáng)度之間尋找一個新的平衡點(diǎn)。骨腫瘤進(jìn)行低溫冷凍滅活以后,重新植回體內(nèi),可以增強(qiáng)機(jī)體的腫瘤免疫功能[20],而真空干燥滅活的腫瘤組織是否能激發(fā)機(jī)體的免疫功能,也值得進(jìn)一步研究。
綜上所述,室溫下真空干燥處理60 min、0℃復(fù)水后,可以使骨腫瘤及軟組織腫瘤內(nèi)的腫瘤細(xì)胞完全滅活,同時,對骨骼、肌腱的生物力學(xué)強(qiáng)度無明顯影響,是一項(xiàng)有臨床應(yīng)用前景的新技術(shù)。
[1]Yasin NF,Singh VA,Saad M,et al.Which is the best method of sterilization for recycled bone autograft in limb salvage surgery:a radiological,biomechanical and histopathological study in rabbit[J]. BMC Cancer,2015,15(15):289-300.
[2]Yang J,Zhu B,F(xiàn)u K,et al.The long-term outcomes following the use of inactivated autograft in the treatment of primary malignant musculoskeletal tumor[J].J Orthop Surg Res,2015,10(1):1-8.
[3]Paholpak P,Sirichativapee W,Wisanuyotin T,et al.Clinical results of primary malignant musculoskeletal tumor treated by wide resection and recycling autograft reconstruction using liquid nitrogen[J]. Asia Pac J Clin Oncol,2015,11(2):114-120.
[4]Kotb SZ,Mostafa MF.Recycling of extracorporeally irradiated autograft for malignant bone tumors:long-term follow-up[J].Ann Plast Surg,2013,71(5):493-499.
[5]Tiwari A.Current concepts in surgical treatment of osteosarcoma[J].J Clin Orthop Trauma,2012,3(1):4-9.
[6]Malhotra R,Kiran Kumar GN,K Digge V,et al.The clinical and radiological evaluation of the use of an allograft-prosthesis composite in the treatment of proximal femoral giant cell tumours[J].Bone Joint J,2014,96-B(8):1106-1110.
[7]Santivarangkna C,Kulozik U,F(xiàn)oerst P.Effect of carbohydrates on the survival of Lactobacillus helveticus during vacuum drying[J]. Lett Appl Microbiol,2006,42(3):271-276.
[8]Cox CS.Roles of water molecules in bacteria and viruses[J].Orig Life Evol Biosph,1993,23(1):29-36.
[9]Crowe JH,Crowe LM,Carpenter JF,et al.Interactions of sugars with membranes[J].Biochim Biophys Acta,1988,947(2):367-384.
[10]McElhaney RN.The influence of membrane lipid composition and physical properties of membrane structure and function in Acholeplasma laidlawii[J].Crit Rev Microbiol,1989,17(1):1-12.
[11]Parsegian VA.Protein-water interactions[J].Int Rev Cytol,2002,215: 1-31.
[12]Gewartowska M,Olszewski WL.The new approaches to preservation of graft cell integrity in preservation for transplantation[J]. Ann Transplant,2005,10(4):6-10.
[13]Huang CH,Chen TT.An optimal control problem for controlling the cell volume in dehydration and rehydration process[J].Int J Heat Mass Transf,2004,47(17-18):3607-3636.
[14]Yang YY,Shu ZQ,Liu Z,et al.The influence and the mechanism of the vapor pre-rehydration in the lyophilizing RBCs[J].Acta Universitatis Medicinalis Anhui,2008,43(6):660-663.[楊媛媛,舒志全,劉忠,等.蒸汽預(yù)復(fù)水在凍干紅細(xì)胞復(fù)水中的影響及機(jī)制[J].安徽醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2008,43(6):660-663.]
[15]Navari-Izzo F,Quartacci MF,Sgherri CM.Superoxide generation in relation to dehydration and rehydration[J].Biochem Soc Trans,1996,24(2):447-451.
[16]Teixeira P,Castro H,Mohacsi-Farkas C,et al.Identification of sites of injury in Lactobacillus bulgaricus during heat stress[J].J Appl Microbiol,1997,83,219-226.
[17]Del Monte U.Swelling of hepatocytes injured by oxidative stress suggests pathological changes related to macromolecular crowding[J].Med Hypotheses,2005,64(4):818-825.
[18]Chen F,Stephen MR,Sun HH,et al.Establishment and identification of a rabbit model of iliac implantation tumor[J].Chinese Journal of Bone and Joint Surgery,2013,6(6):535-539.[陳飛,Stephen MR,孫輝紅,等.兔髂骨種植瘤模型的建立與特性觀察[J].中國骨與關(guān)節(jié)外科,2013.6(6):535-539.]
[19]Peng JQ,Lin K.Influence of dehydration degree on biomechanics of allogeneic bone nails[J].Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research,2009,13(38):7597-7600.[彭建強(qiáng),林昆.脫水程度對異體骨釘生物力學(xué)的影響[J].中國組織工程研究與臨床康復(fù),2009,13(38):7597-7600.]
[20]Murakami H,Kato S,Ueda Y,et al.Reconstruction using a frozen tumor-bearing vertebra in total en bloc spondylectomy can enhance antitumor immunity[J].Eur Spine J,2014,23(2):222-227.
(2016-04-21收稿)
(2016-08-11修回)
Exploration Study of the osteosarcoma devitalization technique by vacuum dehydration at room temperature
Fei CHEN,Xia ZHU,Chaoyang WU,Rongkai SHEN,Jianhua LIN
Fei CHEN;E-mail:cf_120@msn.com
osteosarcoma,vacuum dehydration,devitalization,room temperature
10.3969/j.issn.1000-8179.2016.17.453
福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院骨腫瘤科(福州市350005)
*本文課題受福建醫(yī)科大學(xué)苗圃基金(編號:2010MP007)及福建省臨床重點(diǎn)??祈?xiàng)目(編號:閩衛(wèi)科教[2012]149號)資助
陳飛cf_120@msn.com
陳飛專業(yè)方向?yàn)楣桥c軟組織腫瘤的臨床與基礎(chǔ)研究。
E-mail:cf_120@msn.com