楊彥君 熊 屹 唐良華 易洪城 程志剛 敬 戈
(貴陽中醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院骨二科,貴州 貴陽 550003)
中醫(yī)藥治療骨折具有減輕疼痛、消腫、縮短療程、功能恢復(fù)好等特點(diǎn)。苗藥九仙羅漢接骨湯由仙桃草、九節(jié)茶、地羅漢三味苗藥組成,具有活血散瘀通絡(luò),接骨消腫止痛之功效〔1〕。本研究探討苗藥九仙羅漢接骨湯促進(jìn)骨折愈合不同時(shí)相點(diǎn)的作用及機(jī)制。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 成年雌雄各半新西蘭大耳白兔120只,體重為2.5~3.0 kg,由貴陽醫(yī)學(xué)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供。
1.2 實(shí)驗(yàn)藥物 九仙羅漢接骨湯煎劑:由地羅漢、仙桃草、九節(jié)茶組成。按傳統(tǒng)方法煎煮,制備所需濃度的煎劑,保存?zhèn)溆?。三七?將三七粉溶于水后滅菌備用,含生藥0.02 g/ml。
1.3 實(shí)驗(yàn)試劑 人抗兔血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、即用型S-P免疫組化試劑盒(武漢博士德生物工程有限公司);南美胎牛血清(貴陽愛瑞生物有限公司提供)。
1.4 造模 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)物造?!?〕。新西蘭大白兔右脛骨前部中段用線鋸造成寬3 mm深2 mm的骨缺損,深度達(dá)髓腔,生理鹽水沖洗,青霉素16萬U撒入創(chuàng)面預(yù)防感染,術(shù)畢縫合傷口,不予外固定。術(shù)畢分籠飼養(yǎng),提供標(biāo)準(zhǔn)飼料,自由進(jìn)食、水和自由活動(dòng)。術(shù)后3 d每日早晚給予青霉素40萬U肌注抗感染。
1.5 分組及給藥 新西蘭大白兔隨機(jī)分為三組:接骨湯組,三七對(duì)照組,生理鹽水組。①接骨湯組:灌胃給苗藥九仙羅漢接骨湯煎劑(1 ml/kg)。②三七對(duì)照組:灌胃給同體積三七粉液(1 ml/kg)。③生理鹽水組:灌胃給同體積生理鹽水。所有動(dòng)物于骨折當(dāng)天開始給藥,術(shù)后7、14、21、28 d分批處死,每組各10只。
1.6 動(dòng)物取材和標(biāo)本處理 給藥試驗(yàn)后于7、14、21、28 d,各組動(dòng)物按時(shí)間段在兔耳緣靜脈空氣注射處死動(dòng)物,截取骨折中心上下各1 cm脛骨骨干,中性甲醛固定,用于HE及VEGF表達(dá)檢測(cè)。
1.7 方法
1.7.1 HE染色檢測(cè) 以骨缺損處為中心取長度約1 cm的脛骨骨干,將其置于40 g/L多聚甲醛溶液4℃下固定脫鈣〔3〕。HE水洗,藍(lán)化,中性樹膠封固。切片后用200倍光學(xué)顯微鏡觀察HE染色結(jié)果。
1.7.2 VEGF表達(dá)檢測(cè) 采用武漢博士德生物有限公司生產(chǎn)的VEGF免疫組化,S-P試劑盒對(duì)標(biāo)本VEGF的表達(dá)進(jìn)行免疫組化檢查。石蠟塊作縱向間斷連續(xù)切片(3μm),脫蠟后經(jīng)甲醇雙氧水封閉內(nèi)源性酶,南美胎牛血清封閉非特異性染色,ABC法檢測(cè)骨痂組織中VEGF表達(dá)。使用即用型S-P免疫組化試劑盒,標(biāo)本經(jīng)一抗、二抗、ABC復(fù)合物處理,DAB顯色后DPX封片,鏡檢,10×40倍顯微鏡下觀察,呈棕色著色為VEGF陽性表達(dá);每個(gè)標(biāo)本再在10×10倍光鏡下隨機(jī)抽取3個(gè)視野作陽性表達(dá)計(jì)數(shù),以3個(gè)視野計(jì)數(shù)均值作為各標(biāo)本VEGF表達(dá)的計(jì)量指標(biāo)。
1.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS19.0軟件進(jìn)行單因素方差分析及t檢驗(yàn)。
2.1 病理組織學(xué)檢查 切片檢查可見九仙羅漢接骨湯組兩骨端生長新骨的時(shí)間較早,范圍大,軟骨內(nèi)成骨過程較快,兩端骨髓腔較早形成連接,28 d骨髓腔已完全貫通。三七對(duì)照組及生理鹽水組兩骨端出現(xiàn)新骨的時(shí)間較晚,軟骨區(qū)范圍較大,軟骨內(nèi)成骨過程時(shí)間長,骨痂生長相對(duì)緩慢,直到28 d兩端骨髓腔未能連接。根據(jù)Lane-Sandhu〔4〕組織學(xué)評(píng)分法,對(duì)各組組織學(xué)光鏡下所見進(jìn)行組織學(xué)評(píng)分,見表1。
表1 Lane-Sandhu組織學(xué)檢查評(píng)分(x±s)
2.2 骨痂VEGF免疫組織化學(xué)檢測(cè) 各標(biāo)本內(nèi)均檢測(cè)到VEGF陽性表達(dá)。①VEGF在生理鹽水組中陽性表達(dá)于血管內(nèi)皮細(xì)胞、骨細(xì)胞、骨膜血管內(nèi)皮細(xì)胞,骨祖細(xì)胞及成軟骨細(xì)胞,細(xì)胞數(shù)量少,骨祖細(xì)胞出現(xiàn)晚,未見骨小梁出現(xiàn)。②VEGF在三七對(duì)照組中陽性表達(dá)于血管內(nèi)皮細(xì)胞、骨祖細(xì)胞及成軟骨細(xì)胞,細(xì)胞數(shù)量較多,骨祖細(xì)胞出現(xiàn)較早,可見骨小梁出現(xiàn),并見骨小梁周圍有血管內(nèi)皮細(xì)胞及骨細(xì)胞。③VEGF在接骨湯組中陽性表達(dá)于血管內(nèi)皮細(xì)胞及成軟骨細(xì)胞,細(xì)胞數(shù)量多,骨小梁較早出現(xiàn),并見骨小梁排列致密,骨小梁周圍有大量血管內(nèi)皮細(xì)胞、骨細(xì)胞及成骨細(xì)胞。見圖1。
圖1 各組骨病VEGF的免疫組化檢測(cè)(×400)
2.3 九仙羅漢接骨湯對(duì)VEGF表達(dá)的影響 接骨湯組與三七對(duì)照組中VEGF的MOD在骨折愈合21d時(shí)比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);提示接骨湯組與三七對(duì)照組在治療第14 d時(shí)促進(jìn)VEGF的合成和分泌高于生理鹽水組(P<0.05),兩組中的VEGF的MOD升高貫穿于整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程,并有促進(jìn)骨細(xì)胞成熟,加速骨折愈合的過程,見表2。
表2 各組各時(shí)點(diǎn)VEGF平均光密度值(x±s,n=10)
骨折愈合是指骨折端之間再連接的修復(fù)過程可以重新形成與原骨的外形、結(jié)構(gòu)及其功能一樣的新骨〔5〕。骨再生是骨修復(fù)過程中的重要環(huán)節(jié),任何形成的骨再生過程必須依賴于充足的血液供應(yīng)〔6〕。
VEGF最重要的生物學(xué)活性就是特異地作用于內(nèi)皮細(xì)胞,促其增殖和生長血管〔7〕。研究證實(shí)VEGF在骨形成和代謝中的作用主要是通過促血管生成參與骨發(fā)育形式〔8,9〕,VEGF可特異性作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞,最強(qiáng)的促血管生成因子〔10〕。促進(jìn)其增殖和血管生成,決定血管形成的量與時(shí)間,并可增加血管通透性〔11〕。VEGF在骨折愈合初始期表達(dá)較弱,主要在骨細(xì)胞內(nèi);在血管生成和軟骨形成期、軟骨鈣化期及軟骨消散期,隨著骨折的修復(fù),肉芽組織長入血腫,軟骨細(xì)胞及成骨細(xì)胞侵入發(fā)生軟骨內(nèi)骨化及膜內(nèi)骨化,在這一階段,組織修復(fù)耗氧,骨折局部低氧張力強(qiáng)烈誘導(dǎo)VEGF表達(dá)〔7〕。外源性VEGF作用下,局部血管形成增多,血流豐富,帶來了大量促進(jìn)骨折愈合的生物因子,促進(jìn)骨折斷端微血管新生增殖,使骨折斷端血循環(huán)重建及成骨過程加快,從而加快了成骨速度,縮短骨折愈合時(shí)間。創(chuàng)傷骨折后折端VEGF表達(dá)貫穿于骨折愈合的全過程,骨折愈合的不同階段,骨痂組織內(nèi)出現(xiàn)程度不同的VEGF高表達(dá),其表達(dá)規(guī)律與骨折端血管再生重建呈正相關(guān)〔12~14〕。
任何骨折靠其自身的機(jī)體免疫反應(yīng)都會(huì)有自然愈合的傾向,但影響骨折愈合的因素眾多〔15,16〕,適宜的藥物干預(yù)能大大縮短骨折的愈合進(jìn)程〔17〕。九仙羅漢接骨湯對(duì)骨折的愈合有良好的促進(jìn)作用,促進(jìn)骨痂生長,縮短骨折愈合時(shí)間。
1 楊彥君,唐良華,熊 屹,等.苗藥九仙羅漢接骨湯促進(jìn)脛骨干骨的折愈合〔J〕.中國組織工程研究,2012;11(46):8566-70.
2 柴本甫,湯雪明.實(shí)驗(yàn)性骨折愈合的超微結(jié)構(gòu)研究〔J〕.中華外科雜志,1979;17(5):368.
3 馬恒輝,章如松,周航波,等.介紹一種改良的Neutral EDTA脫鈣液〔J〕.診斷病理學(xué)雜志,2005;12(5):391.
4 Lane JM,Sandhu HS.Current approaches to experimental bone grafting〔J〕.Orthop Clin North Am,1987;18(2):213.
5 趙子春,曹志強(qiáng),李 洪,等.中醫(yī)藥促進(jìn)骨折愈合的相關(guān)研究進(jìn)展〔J〕.陜西中醫(yī),2011;32(5):636-7.
6 劉東寧,劉廣明,易偉宏,等.三七總甙對(duì)實(shí)驗(yàn)性骨折愈合過程中低氧誘導(dǎo)因子-Ia mRNA表達(dá)的影響〔J〕.中國傷殘醫(yī)學(xué),2010;18(5):7-8.
7 Steinbrech DS,Mehrara BJ,Saadeh PB,et al.Hypoxiaregulates VEGF expression and celluar proliferation by osteoblast in vitro〔J〕.Plastr Reconstr Surg,1999;104(3):738-47.
8 Tatsuyama K,Maezawa Y,Baba H,et al.Expression of various growth factors for cell proliferation and cytodifferentiation during fracture repair of bone〔J〕.Eur JHistochem,2000;44(3):269-78.
9 Garcia Ramirez M,Toran N,Andalus P,et al.Vascular endothelial growth factor is expression human fetal growth cartilage〔J〕.J Bone Miner Res,2000;15(3):534-40.
10 Millauer B,Wizigmann-Voos S,Schnurch H,et al.High Affinity VEGF binding and developmental expression suggest Flk-1 as a major regulator of vasculogenesis and angiogenesis〔J〕.Cell,1993;72(6):835-46.
11 Ferrara N,Davis-SmythT.The biology of vascular endothelial growth factor〔J〕.Endocr Res,1997;18(8):4.
12 初同偉,王正國,朱佩芳,等.骨折愈合過程中血管內(nèi)皮生長因子基因擴(kuò)增及蛋白表達(dá)〔J〕.中華實(shí)驗(yàn)外科雜志,2002;19(4):367-8.
13 武永剛,陳君長,王坤正,等.血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子在骨折愈合過程中的表達(dá)〔J〕.西安醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2001;22(1):51-3.
14 郝永強(qiáng),戴克戎.骨折愈合過程中血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子表達(dá)的實(shí)驗(yàn)研究〔J〕.中華骨科雜志,1999;19(11):683-6.
15 黃春梅,蘇培基,李大剛.中藥促進(jìn)骨折愈合的臨床研究文獻(xiàn)的評(píng)價(jià)〔J〕.廣西中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2006;9(2):123-6.
16 Dimitriou R,Tsiridis E,Giannoudis PV.Current concepts of molecular aspects of bone healing〔J〕.Injury,2005;36(12):1392-404.
17 Wong M,Siegrist M,Goodwin K.Cyclic tensile strain and cyclic hydrostatic pressure differentially regulate expression of hypertrophic markers in primary chondrocytes〔J〕.Bone,2003;33(4):685-93.