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关键词 跟骨 生长 软骨管 软骨膜环
A histological study of the calcaneal growth in fetus Chen Qi，Wang Min，Wang Jianguo，et al.
Department of Pediatrics，Luo Hu Hospital，Shenzhen518001.
【Abstract】 Objective To investigate the features of growth and development in the fetal calcaneum.Methods The features of the growing calcaneum of human were observed in30fetuses aged from8to40weeks of gestation，with interrupted serial sections histological methods.Results There is cartilage canals distribution in the calcaneal cartilaginous embryo.The cartilage canals enlarged the cartilaginous embryo.It supplied the nourishment to developˉment and growth of the ossifications.A cartilaginous ossification center arises between former and middle third neighˉboring the calcaneal depth.It resembled the mineralized ring during the calcaneal ossification as well.Conclusion The location of the ossifications and growing manners differed from the primary and secondary ossification of the long bones.The mineralized ring restricted and inducted the growth and development of the calcaneum，and played an imˉportant role in modeling.
Key words calcaneum growth cartilage canals mineralized ring
跟骨的骨化形成过程文献上缺乏详细记载。一般教科书把跟骨的骨化中心的发生和生长都归于不规则骨这一大类。不规则骨（如腕骨和跗骨）的化骨既类似于原发化骨，又类似于继发化骨 ［1］ 。尽管跟骨有继发骨骺，但其体部的化骨情况仍不清楚。本文通过对跟骨胚胎期生长发育的组织学研究，了解其解剖特点，为跟骨的临床及X线诊断提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 材料 人足胎儿标本30例，胎龄分布和例数为8周（1例），10周（1例），16周（3例），20周（6例），23周（3例），24周（3例），28周（3例）;32周（4例），40周（6例）。
1.2 方法 所有胎儿标本先拍摄双足正、侧位X线片，然后用温肝素生理盐水冲洗血管，经脐动脉，股动脉或动脉插管注入20%墨汁明胶液（100ml中含中国纯墨汁20ml，明胶8g）进行微血管造影。注射满意后（双足皮肤变黑）再置于10%甲醛溶液中固定7～10d。截取双足（平踝关节上方连同胫腓骨截取），远端自距舟和跟骰关节离断。剥除周围皮肤和肌肉，保留骨膜及软骨膜，用Plank及Rychol氏液脱钙48h，直至针头顺利刺入为止。一侧跟骨分别以冠状面、矢状面和水平面切成1～2mm厚的相对连续薄片，依次置于75%、80%、90%、95%及无水酒精中脱水，最后用二甲苯透明制成透明标本。另一侧经脱钙、脱水后，石蜡包埋，切成6μm厚组织切片。同一例跟骨透明标本和组织切片的切面方向一致，以便对照观察。组织切片全部用HE染色。
2 结果
2.1 胚胎期跟骨发育的组织学形态观察 150mmCR（10周），跟骨软骨雏形及软骨性关节形成，软骨细胞静止。180～210mmCR长（18～20周），跟骨沟下方正中深部软骨细胞增殖肥大，有丝分裂明显。跟骨原发骨化中心发生在跟骨前、中1/3交界处跟骨沟的下方，到220～235mmCR长（23周），跟骨沟下方深部软骨细胞肥大，肥大软骨细胞区由丰富的嗜碱性基质包绕，软骨管靠近肥大软骨细胞区处，软骨基质首先发生钙化，钙化基质内血管侵入和髓间隙形成。所有标本，从23周开始，软骨内骨化中心都发生钙化（图1）。
2.2 跟骨软骨管形态观察 软骨雏形形成后，软骨管就从跖面及跟骨沟进入，短小且分支少。随着骨化中心的扩大，从周围进入的软骨管数量增加，分支多，直径增大。有些软骨管直接与骨化交通，且管径明显增粗，其余大多分布在软骨细胞增殖区与静止区之间，软骨管分支增多，管径增粗或末端呈小球状膨大，但软骨管之间从不发生吻合（图2）。在靠近软骨管处，软骨细胞肥大或基质钙化早于附近无软骨管部位，同样，血管侵入及髓间隙形成也加快。跟骨骨化出现后，先向周围扩展。当骨化周围的软骨基质钙化接近软骨膜时，膜性化骨开始，软骨膜转变成骨膜骨。骨膜骨外侧含有大量的间充质细胞，最外层为软骨膜和成纤维细胞，自内向外的3层结构类似管状骨干骺部的软骨膜环（图3）。骨化沿骨膜骨指引的方向生长，骨化未接触部位仍按原来方向生长（向周围扩展）。跟骨的光滑面和粗糙面（韧带附着和突起部位）骨膜骨的形态大小不同。前者呈狭长的三角形或带状，后者呈宽短锥形或不规则形。骨膜骨始终与内侧肥大软骨细胞区长度一致。
骨化生长到关节软骨下方，从软骨膜进入关节下方类似原纤维样结构使肥大软骨细胞柱变形，排列紊乱。软骨细胞肥大区外侧细胞增殖减慢，有丝分裂不明显。而远离关节部位，软骨细胞柱排列规则，分期明显。跟骨结节部位软骨部分较多，直到出生后5岁，还留有很多未骨化软骨。2.3 跟骨胎儿期的血液供应 跟骨的血液供应主要来自胫后动脉、足背动脉、腓动脉终末支和跗窦动脉网。胫后动脉供应跟骨后部内、外侧面，背面和跟结节（图4）。足底内侧动脉深支在向前走行过程中，沿余发出许多大分支直接进入跟骨体内侧面中后部。它还发出横行支进入跟骨跖面中部，沿途发出许多分支向前后方向进入跖面后部及侧缘。外侧面前、中部由腓动脉和跗外侧动脉的吻合支供应。内侧面前部由足背动脉发出一大支经距骨头内侧下行进入，跗窦动脉网供应跟骨沟下方及外侧缘（图5）。载距突的血液供应主要来自下内侧的血管分支，跗窦动脉网和跗管动脉也发出细小分支向前内进入载距突的上部（图6）。
跟骨表面的血管之间广泛吻合形成血管网，还与相邻跗骨的血管相吻合，以跟骨结节和跟骨跖面最为丰富和致密。从血管进入的部位看，各动脉供应的确切范围不甚明显，跟骨体、跟骨结节和内侧面进入的血管粗大，分支多，供应范围也大。外侧面的血管细小，分支亦少。
3 讨论
3.1 跟骨骨化的发生方式 跟骨原发骨化中心发生在跟骨前、中1/3交界处跟骨沟的下方。骨化中心内软骨细胞肥大的同时，多数并不伴有骨领形成。个别标本，跟骨外侧突前方沟的前壁可出现一薄层骨膜骨，Agrawal等 ［2］ 把这种骨膜骨和软骨内骨化一起称为跟骨的两个原发骨化中心。我们观察，没有发现骨膜骨上方的软骨发生骨化，只有增殖软骨细胞。实际上，它是伴随软骨内骨化出现的不完整骨领，而它又出现于软骨内骨化中心软骨细胞肥大之前。因此，它和原发骨化中心内部软骨细胞发生肥大、退行性变的同时，周围骨领形成不同。
跟骨原发骨化的生长，开始类似骺化骨（骨化向四周扩展），当骨化生长到跟骨表面软骨膜下，膜性化骨开始，骨领形成，它又类似管状骨的原发骨化。继发骨化出现后，跟骨骨化与管状骨干骺部骨化相同。
3.2 跟骨的生长、改建和塑型 跟骨的生长，由于骺软骨板出现晚，闭合早，它对跟骨长度的增加作用不如长骨骺板重要，其长度增加主要依靠软骨内骨化的扩展。跟骨横径的增加，在骨化未到达表面时，也是软骨内骨化的扩展，但接近骨化表面时，其横径的增加，是通过膜内化骨进行附加性生长。由于跟骨的形态不规则，这种附加性生长仅限于骨化接触的骨膜下。
我们发现，跟骨软骨膜覆盖部位均有软骨膜环结构，其三层结构与长骨相同。软骨膜环内层骨板不但限制骨化的生长，而且使原来骨化生长方向发生改变（即由向周围扩展改为沿骨板指引的方向生长）。所以，它对跟骨的形成发育上起着决定作用。跟骨软骨膜环因不同部位形态大小各异 是跟骨软骨膜环的独特之处，可能起着调节骨化生长速度的作用。骨环宽短均出现在突起或韧带连结部位，其外侧间充质细胞分化为成骨细胞的能力增强，骨膜骨增厚，并由此表现出比邻近部位突出的形态特征。在整个软骨内骨化过程中，软骨膜环长度始终与内侧肥大软骨细胞一致，邻近骨板没有幼稚软骨细胞，所以，它能够限制跟骨的横向生长 ［3］ 。
3.3 血供对跟骨生长发育的作用 不论是骺骨化，还是骺软骨板干骺侧的骨化，丰富的血液供应必不可少 ［4，5］ 。本研究同意“软骨内骨化发生在软骨管丰富区域”这一观点 ［6］ ，而不支持Ring ［7］ 主张的“在软骨内骨化过程中，缺血可促使软骨细胞肥大、坏死”的理论。从237mmCR长（23周）标本中，软骨管位于肥大软骨细胞区旁以及骨化出现后，软骨管周围基质钙化或细胞肥大均早于临近无软骨管部位等都是Truta等Morgan提出的血管对钙化和骨化过程所必需的观点的有利佐证。软骨内骨化中心基质钙化和血管侵入首先发生在软骨管旁还支持Wilsman等 ［8］ 在软骨管分支的周围形第一个钙化点和早期骨髓腔的发现。
软骨管的结缔组织是软骨膜的延伸，而这些结缔组织中含有大量的间充质细胞，它具有软骨及骨发生潜能与提供营养的双重作用 ［9］ 。早在软骨内骨化发生前，软骨管的出现就为软骨的间充质生长提供干细胞，其血管为分化软骨细胞的间充质细胞提供营养，骨化发生后，提供骨生成细胞、血管组织和必需的营养。软骨管管径的增粗或末端球状膨大增加了接触部位的面积，以致毛细血管交换的能力达到最大，从而满足骨、软骨生长对营养的需求和细胞分化。这种形态大小的变化，也反映出此区域代谢的增加 ［10］ 。（本文图片见附页1）
参考文献
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10 Wilsman NJ，Van Sickle DC.Cartilage canals，their morphology and distribution.Anat Rec，1971，173（4）:79-94.
（收稿日期:2004-06-30）
作者单位:1518001广东省深圳市罗湖医院儿科（ △ 放射科）
2710061西安交通大学第一医院影像中心
（编辑李 木）