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1、後多大擎临床医学七年制硕士学位论文y 9 5 3 3 6 3动物模型D D H 髋臼形态和软骨变化的实验研究T h eE x p e r i m e n t a lR e s e a r c ho fXR a ya n dA c e t a b u l a rC a r t i l a g eM o r p h o l o g yi nA n i m a lD D HM o d e l院专系：上海医学院姓名：倪晓燕指导教师：马瑞雪教授指导小组：周以明教授陈莲副教授马巍卞、抬医师动物挟垄D D I I 聩F | 形态和软骨变纯的实验研究中文祸簦动物模型I ) D t t 髋臼形态和软骨变化的实验
2、研究中文摘要研究目的：应用屈髋伸膝位石膏固定制做髋臼发育不良( D e v e l o p m e n t a lD y s p l a s i ao ft h eh i p ，D O l l ) 动物模型，观察髋臼骨性的形态学变化，并对髋臼软骨进行组织学观察，进而探讨髋臼发育不良时髋臼软骨的变化与疾病发生过程的相关关系及在本病过程当中的病理变化特点，为临床手法复位和手术治疗中如何重视髋臼软骨的保护、维持髋关节的功能、减少骨关节炎的发生、提高患儿的生活质量提供理论依据。材料与方法：( 1 ) 动物选用：生后3 4 周新西兰兔2 1 只，左下肢为实验侧，右下肢为对照侧。将动物麻醉后进行实验侧固定
3、，实验侧采用髋关节屈曲、膝关节伸直位管型石膏固定，对照侧自然状态下无任何处理。( 2 ) 分组：按固定的时间4 、6 、8 周和影像学是否发生髋关节发育不良或半脱位的改变分为A 、B 、C 三组。A组：石膏固定4 周，X 片示左髋关节出现髋臼发育不良或半脱位；B 组：石膏固定6 周，x 片示左髋关节出现髋臼发育不良或半脱位；c 组：石膏固定8 周，x片示左髋关节出现了髋臼发育不良，但无半脱位。本实验中另有3 例发生髋关节全脱位的改变，对其进行分别观察。( 3 ) 比较组内双侧髋关节以及组间实验侧髋关节骨盆正位x 线片，进行S h a r p 角及臼头指数的测定。( 4 ) 对各组髋臼软骨的病理
4、切片进行组织学观察。结果：( 1 ) 在石膏固定4 周后有6 只动物出现了髋臼发育不良及半脱位，将其作为A 组。另外有1 只发生了全脱位。余下1 4 只无异常改变，对其继续固定。在固定6 周时，又有6 只出现了髋臼发育不良及半脱位，作为B 组。另外又有2 只发生了全脱位；余下6 只无改变的继续固定。固定8 周时发现出现了不同程度的髋臼发育不良，但无髋关节半脱位和全脱位发生，将其作为c 组。影像学结果统计分析时将全脱位的3 只排除在外，但是对其髋臼软骨进行了组织病理学变化观察。( 2 ) 出现髋臼发育不良或半脱位者的A 组与B 组，组内实验侧较对照侧S h a r p角增大( P O 0 5 )
5、 ，而在固定6 周时两者对比差异显著( P O 0 5 ，6 周”P O 0 5( 6 ) 全脱位x 线片可见左侧髋臼增大变浅，臼顶硬化，股骨头增大变扁全部脱出髋臼外( 图4 ) 。图4 全脱位骨盆正位片左侧髋臼增大变浅，股骨头增大变扁，全部脱出髋臼之外动物模型D D H 髓a 蟛态和软骨变化的实验研究结果三三形态学观察动物处死后对其髋关节首先进行了大体的观察：实验侧关节囊拉长、增厚，髋臼变浅，臼底纤维组织填充，股骨头增大变扁。对照侧髋臼及股骨头形态F 常，包容良好。上述改变与临床手术过程中所见大体的病理改变基本相同。四组织学变化A 、B 组实验侧软骨层明显变薄或厚薄不均，部分软骨缺失，细胞大
6、小不等、排列紊乱、层次不清，并可见局灶性软骨细胞聚集或者退化( 图5 ，7 ) ，而对照侧软骨厚薄均匀，细胞排列整齐、层次清晰( 图6 ，8 ) 。C 组可见同样的改变但比较轻微。实验组完全脱位的3 例软骨改变与对照侧相比可见软骨层明显增厚，同时可见细胞排列紊乱。( 图9 ，1 0 )燃g D D H 髋臼形态和软骨蹙他的实验辑究结果图5( 1 0 ) 实验侧髋臼软骨组织学形态软骨层变薄，细胞大小不等、排列紊乱、层次不清图6( 1 0 ) 对照侧髋臼软骨组织学形态软骨厚薄均匀，细胞排列整齐、层次清晰1 4动糖模壁D D H 靛臼形态和软骨褒纯的实验研究结果图6 ( X 2 0 ) 实验侧髋臼软
7、骨组织学形态局灶性软骨细胞聚集或者退化( 插箭头表示)图7( X 2 0 ) 对照侧髋臼软骨组织学形态细胞排列整齐、层次清晰动物模娶D D H 赣臼形态鞍软骨变纯昀实验磅究结果图9 ( 1 0 ) 实验侧全脱位髋臼软骨组织学形态软骨层明显增厚、细胞排列紊乱图1 0 ( x1 0 ) 对照侧髋臼软骨组织学形态1 6动物模型D n H 蠛I 蟛态和软骨变化的实验研宠f 矿蕾讨论D D H ( D e v e l o p m e n t a lD i s l o c a t i o n D y s p l a s i ao f t h eH i p ) 发育性髋关节异常是1 9 9 2 年北美4 ,
8、 J L 步b 科学会将先天性髋关节脱位( C o n g e n i t a lD i s l o c a t i o no ft h eH i p ) 改名而来，为小儿骨科临床最常见疾病。其病因尚不明了、病理改变多样、治疗的早晚与预后密切相关。晚期常发生创伤性关节炎等并发症，治疗困难，给患者、家属及社会带来了巨大的心里和经济负担。如何提高这类患者的生存质量，是本病目前研究的主要课题。随着研究的不断深入，越来越多的人认为该病除了先天因素之外，后天因素同样起着重要作用。由于胎儿出生前髋臼较浅，加上分娩时母体分泌大量雌激素，髋关节处于松弛状态，致使新生儿普遍存在哉关节不稳定，根据“头臼同心是髋关
9、节发育的先决条件”的H a r r i s 定律，如果此时髋关节维持在一个适当的位置，就能刺激髋臼发育，使髋臼发育不良获得恢复。而若在不稳定的髋关节基础上遭遇不良的环境因素，如臀位产、襁褓方式等将影响髋关节的发育，对该病的形成有直接影响，目前已取得共识。本实验通过对出生3 4 周的幼兔强制进行髋关节屈曲，类似胎儿在母体内以及臀位产时的体位，固定4 、6 、8 周，使髋关节长期在肌肉骨骼的机械应力下成功制造出髋臼发育不是、半脱位以及全脱位的模型，一定程度上证实了后天环境因素对该病形成的重要性，也一定程度上说明髋关节异常形成的“发育性”。多年来，众多d , J L 骨科学者对于发育性髋脱位的病因、
10、病理、临床治疗及治疗后并发症等方面进行了研究，并对指导临床对于该病治疗时机的选择、手术方法的改进起到了至关重要的作用。近年来人们试图通过对发育性髋脱位髓关节病理改变的观察，了解临床不同年龄阶段骸关节的形态变化，以期望为发育性髋脱位的手术方法的进一步改进提供有价值的理论依据。但既往的研究主要集中于I 晦床上对于靛关节发育不良治疗前后髋臼的骨性部分，通过x 线和C T 观察髋臼的骨性形态学改变t 1 2 1 近年采用M R I 进行髋关节内软组织和髋臼软骨的的观察已有报道1 5 “7 ，而髋臼软骨部分在整个疾病过程中的作用尚未见报导。对于髋臼发育不良的病理改变已有许多研究，但大多是限于临床上或动物
11、实验，而对于软骨的改变早期只是个例对胎儿所进行的组织学观察| 3 ；1 5 1 。而对于动物模型髋臼发育不良以及髋脱位的软骨组织学的系列观察尚未见报告。一、动物模型的建立与影像学的观察有关髋脱位模型的建立文献已有不少报导，早期国外学者通过强力牵拉F肢造成股骨头脱位，办有手术切开关节囊使股骨头脱出“1 ，这些实验型研究都是通过突发性的操作造成髋关节脱位，不甚符合髋脱位临床病理情况。临床上多数动物模型D D H 髓臼形态秘软骨变他的实验磺究f ，越病例为髋臼发育不良，而通过外力只能使股骨头脱出后继发髋臼发育不良，而并_ # 初始的髋臼发育不良，对其病理缺乏足够的溴服力。近年来国内外学者大都通过限制
12、膝关节于伸直位，进而造成栽关节被动屈曲，使髋臼软骨在持续异常应力作用下逐渐出现病理改变来制造动物模型。固定方法不尽相同，有采用石膏固定1 9 1 , 也有通过钢针内固定物等进行 1 0 1 。还有通过手术方法造成髅臼软骨周围损伤进而出现髋臼发育不良的改变1 1 1 1 。本实验采用屈髋伸膝石膏固定的方法，成功制造出D D H 的动物模型，包括髋臼发育不良、半脱位以及全脱位。本方法具有创伤小、易操作等优点。但也有其缺点，即石膏固定松紧度的掌握。若石膏固定过紧，在固定早期可见到末端毛发部分脱落，肢体局部组织肿胀，甚者出现充血，糜烂等，考虑为血液循环受阻，重者可出现肢端坏死。如若固定松弛，可造成固定
13、不牢靠，石膏脱落等现象，最终导致动物模型制作的失败。故在动物模型制作过程中，需要密切观察石膏固定情况，过紧可行纵形石膏开槽。同时需注意随固定时间的延长以及兔龄增长，石膏可能过紧情况。文献报道，随固定时间的延长，髋臼病变的加重，最终可以出现退行性关节炎。在本实验中，A 组、B 组实验侧与对照侧相比S h a r p 角均增大，在A 组与B组中亦可见到髋关节的半脱位甚至全脱位。而随着固定时间的延长，c 组自始至终均未出现髋关节的半脱位或者全脱位，而只出现髋臼发育不良。可以解释临床上有些患儿自始至终同样只存在髋臼发育不良的病变，也说明了髋臼发育不良、半脱位和全脱位是独立的病程。此外，在B 组和C 组
14、中，随着石膏固定时间的延长，反应懿臼发育情况的S h a r p 角统计学上无明显差异，然而与自身对侧比较差异显著，虽不能说明固定时问长短与髋臼发育严重程度有关，但明确证实了髋关节固定影响了髋臼的发育，甚者出现全脱位的情况。在A 组固定4 周与B 组固定6 周实验侧比较中可以看到S h a r p 角有差异，但由于本实验样本量少，并不能说明脱位出现晚其髋臼发育不良的病变就相对较轻。反映在临床上，D D H 出现的早晚同样不能说明疾病的严重程度，但可以肯定的是，该病的早期治疗可以获得满意的效果。同时在本实验中可以观察到髋臼发育不良可单独存在，并不一定伴随半脱位全脱位。靛臼发育不琵是髋脱位的原因还
15、是后果? 目前存在争议。大量动物实验证实外因致使髋关节脱位可以造成髋臼发育不良，然而在临床上我们可以看到部分早期出现髋臼发育不良的患儿不经治疗晚期可以出现严重的脱位情况。在本实验中的懿臼发育不良是一种继发于体位因素的改变，从而我们推测体位因素在本病的发病过程中可能起到了非常重要的作用。二、髋脱位时髋臼软骨的病理学观察髋关节关节软骨在4 , J L 髋关节的发育、形态的维持和功能的保持等方面起到动物模壁D b H 髋i 彤态和软骨变化的实验西f 究f ，越了非常重要的作用，而创伤性骨关节炎多表现为髋关节软骨的退行性改变。有学者采用实验制作出髋关节骨关节炎的动物模型进行手术干预，目的在于使局部软骨
16、细胞再生，从而改善了骨关节炎软骨细胞退行性的病理改变1 0 1 。而本组观察发现髋臼发育不良和半脱位的模型，其相应部位软骨层明显变薄或厚薄不均，部分软骨缺失，细胞大小不等、排列紊乱、层次不清，并可见局灶性软骨细胞聚集或者退变等，从而证实髋关节发育不良时在骨性改变的同时，软骨也发生了相应的病理改变，成为髋脱位时髋关节骨关节炎发生的病理解剖学基础。认识到此点，对于临床在髋脱位手法复位过程中坚持一次性的原则，减少反复复位所造成的髋臼软骨破坏和手术切开过程中尽可能减少髋臼软骨的损伤和破坏，最终避免和减少髋脱位治疗后骨关节炎的发生提供了理论依据。本组结果发现发育性髋臼发育不良是一个渐进性的病理过程，与临床所见病理改变过程相符。本实验在制作出髋臼发育不良的同时，还出现3 例髋关节完全脱位，1 例出现于固定后4 周，2 例出现于固定后6 周，这些病例经组织学观察发现除存在髋臼发育不良及半脱位时所见的细胞排列紊乱外，还观察到软骨层增厚，这可能与关节脱位后，髋臼外缘失去了股骨头的压迫刺激，局部软骨增生所致。但此处的细胞形态仍表现为排列紊乱，可见髋关节异常无论
