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【摘要】 ［目的］研究胫骨骨干端截骨延长对胫骨生长板和纵向生长的影响。［方法］建立兔胫骨骨干端截骨和延长的动物模型；拍摄标准胫骨放射照片以测量其长度，胫骨远近端骨骺生长板做成组织切片以测量其厚度。［结果］胫骨中部骨干行单纯截骨后，增加胫骨纵向生长和胫骨远近端骨骺生长板的厚度，胫骨中部骨干行截骨延长后，胫骨纵向生长和胫骨远近端骨骺生长板的厚度没有改变。［结论］胫骨骨干截骨延长术不会妨碍胫骨的纵向生长。
【关键词】 肢体延长； 生长板； 胫骨； 纵向生长
Effect of tibial diaphyseal lengthening on the longitudinal growth of the tibia∥
CAI Gang,QIN Sihe.
Beijing Chaoyang Orthopaedic Hospital,Chaoyang District,Beijing 100024,China
Abstract：［Objective］To study the effect of tibial diaphyseal lengthening on the longitudinal growth of the tibia.［Method］Rabbit models of tibial diaphyseal lengthening and tibial osteotomy were established.Standard radiography of the tibia was taken and the length of the tibia was measured.Histology of the proximal and distal tibia was made and the thickness of the growth plate was measured.［Result］Tibial osteotomy alone stimulated the longitudinal growth of the tibia and increased the thickness of the growth plate.However,tibial diaphyseal lengthening suppressed this stimulation resulting in natural longitudinal growth and normal thickness of the growth plate that matched the normal side.［Conclusion］Diaphyseal lengthening of tibia does not inhibit the longitudinal growth of the tibia.
Key words：limb lengthening； growth plate； tibia； longitudinal growth
肢体延长术已广泛应用于矫正肢体的不等长畸形，截骨延长端可选择在干骺端和骨干端，有研究发现当干骺端延长术长度达30%时，则出现胫骨生长的停滞和骨骺生长板厚度的变薄，原因是胫骨延长时跨关节肌肉受牵拉紧张导致关节内压力的增加〔1〕。又有研究显示不同截骨部位对肢体纵向生长〔2〕和肢体延长后关节内压产生的影响不同〔3～5〕，本实验目的是要验证胫骨干骺端截骨行30%胫骨骨痂延长抑制胫骨纵向生长与骨干端截骨行30%胫骨骨痂延长术对骨骺生长板和肢体纵向生长影响有何不同。
1 材料和方法
1.1 实验动物
32只年龄9周新西兰幼兔由英国谢菲尔德大学医学院动物实验中心提供，平均分为两组：延长组（n=16）和截骨组（n=16）。
1.2 延长组
在全麻下，左侧胫骨穿过4条带螺纹的克氏针，一专门制作的双臂外固定架经持针固定器固定于克氏针上，于胫骨中部行保留骨膜的截骨，胫骨延长于5 d后开始，延长速度是每天0.8 mm分两次进行（早晨和傍晚），用5周左右的时间完成原肢体30%的延长长度，平均延长长度是23.7 mm。此组又平均分两组，即一组于骨延长结束后立即杀死，另一组于骨延长结束5周后杀死，分别检查。
1.3 截骨组
左侧胫骨穿过4条带螺纹克氏针后上双臂外固定架固定，于胫骨中部行保留骨膜的截骨后将外固定架拧紧固定，不做延长。该组动物也是平均分两组，即一组截骨后5周杀死，另一组为截骨10周杀死，两截骨组分组的观察时间相当于延长组中两分组的时间。
1.4 标准放射照片
用Practix,Philips放射机器于截骨术后和杀死前以固定的拍摄条件（4 s,90 V,2 mA）拍摄照片，动物放置于特制的手术台上，脊柱、髋、膝关节用胶布固定于中立位，放射机器至动物的距离被固定在54 cm，一长60 cm的金属块放置于术侧肢体旁以显示放大率，图1为延长结束时双后下肢放射照片，图2为延长结束5周后双后下肢放射照片。胫骨长度的测量是从胫骨髁间突起的最近端至内踝的最远端,延长的长度是胫骨原长度的30%，在放射照片上就是测量两中间克氏针在胫骨内中点的距离在延长前后的差距，这比直接测量截骨端的距离更可靠，因延长骨痂的存在使得截骨端变的模糊，直接测量困难。
1.5 组织学切片
留取胫骨近端3 cm和远端2 cm的标本包括干骺端、生长板、关节软骨并被纵向分为两半，在室温下放于4%福尔马林（pH 7.0）固定48 h，经10%（w/v）EDTA在pH 7.4下脱钙6周，经不同酒精浓度脱水后包埋于蜡块中，切成4 μm的切片，经H&E染色，测量是在计量显微镜下进行，在生长板的内外侧两半的中间1/3区域测量四点并取平均值（图3）。之所以选择该区域做测量，是因为Lee报道〔1〕该处生长板的厚度变异最小，且生长板细胞柱是与生长板垂直排列的。生长板的垂直厚度的测量是从保留层的边缘，即二级骨化中心相接处，至肥大型软骨细胞层的末端。
图1延长结束时双后下肢放射照片（略）
图2延长结束5周后双后下肢放射照片（略）
图3左侧箭头示胫骨近端生长板厚度测量的部位，右侧箭头示胫骨远端生长板厚度测量的部位（略）
1.6 统计学处理
实验数据是用配对t检验来对比延长侧和对侧正常胫骨、截骨侧和对侧正常胫骨的长度和生长板的厚度。以P＜0.05作为差异显著的水平。
2 结果
2.1 截骨组（表1）
截骨5周后分组中，平均胫骨长度是96.7 mm，对侧为94.3 mm。截骨10周后分组中截骨侧和对侧长度分别为99 mm和96.9 mm,截骨侧和对侧相比有统计学上的显著差异，P＜0.05。胫骨近端生长板的厚度在截骨5周后为0.44 mm,对侧为0.54 mm，10周后分别为0.35 mm和0.43 mm,截骨侧和对侧相比有统计学上的显著差异，P＜0.05。截骨5周后胫骨远端生长板的厚度为0.38 mm，对侧为0.32 mm,两者有统计学上的显著差异。截骨10周后胫骨远端生长板闭合。实验表明胫骨截骨能促进生长板增殖肥厚和胫骨的纵向生长。
表1 截骨组胫骨长度和生长板的厚度（略）
2.2 延长组（表2、3）
延长结束分组中延长端胫骨在延长前的平均长度为82.7 mm,延长长度为23.7 mm,延长结束时总长度为119 mm,实际长度为95.6 mm,正常侧长度平均为94.9 mm，延长侧实际长度与正常侧相比无统计学显著差异，P＞0.05。胫骨近端生长板厚度在延长侧为0.42 mm,正常侧为0.46 mm，远端生长板厚度在延长侧和正常侧平均分别为0.3 mm和0.33 mm，远近端生长板厚度两侧相比皆无统计学显著差异，P＞0.05。延长结束后5周分组中，胫骨延长前平均长度是82.7 mm，延长长度平均是23.7 mm,延长结束时平均总长度为120.1 mm,实际长度平均为96.7 mm，正常侧长度平均为96.5 mm。延长侧实际长度与正常侧相比无统计学显著差异，P＞0.05。胫骨近端生长板厚度在延长侧平均为0.33 mm,正常侧平均为0.34 mm，两者相比亦无统计学显著差异，P＞0.05。远端生长板闭合。实验表明胫骨骨干中部延长30%后抵消了单纯截骨对胫骨纵向生长和远近端生长板厚度所产生的刺激作用，与正常侧相比，延长侧胫骨纵向生长和远近端生长板厚度未出现明显变化。
表2 延长组中不同时期的胫骨长度（略）
表3 延长组中生长板的厚度（略）
3 讨论
骨干端截骨能够刺激骨骼纵向生长并不是新的现象，但是其机理至今并不清楚，大概归纳为如下原因：干骺端充血〔6〕，解除骨膜的抑制作用〔7〕和电能对软骨细胞的刺激作用〔8〕及生长板细胞DNA合成的增加〔9〕。所有这些原因都导致了生长板基质的增加和增殖细胞层的肥厚，生长板厚度的增加是和生长率的增加呈正相关的〔10〕。本实验截骨组显示胫骨纵向生长和生长板厚度都增加了，进一步证实了以上结论。
持续加压骨骺可减少生长板的厚度，影响骨骺软骨细胞的形态和增殖能力，导致暂时性生长延缓或永久性生长停止。数名作者在兔子实验研究中发现骨骺纵向生长率的减少是与施加于骨骺压力的大小和时间呈比例的〔5～6〕。实验已证明肢体延长导致肌肉软组织紧张而增加关节内压力〔3、4〕，Lee〔1〕发现兔胫骨干骺端截骨骨痂延长术长度达20%时，胫骨长度和胫骨远近端骨骺生长板的厚度与正常侧相比没有改变，但当干骺端延长术长度达30%时，则出现胫骨生长的停滞和骨骺生长板厚度的变薄，而且这些变化一直持续到骨骼发育成熟为止，他认为当延长20%时，关节内压力的增加还不足以影响临近的生长板，但当延长达30%后，关节内压力的增加已大到抑制临近生长板生长的程度。其他实验在肢体延长时通过关节牵引和软组织松解减少了关节内压力，纵向生长就没有出现减缓〔15、16〕，这进一步证实了Lee的推断。本实验30%胫骨骨干延长同样导致了关节内压力的增加〔7〕，其结果是中和了胫骨截骨的刺激作用，胫骨生长和生长板厚度与正常侧相比无明显变化，没有出现Lee所报道的胫骨干骺端延长导致胫骨生长延缓和生长板厚度减小，原因可能是不同截骨端在相同长度的肢体延长后关节内压力变化是不同的。动物实验发现肢体延长后关节内压与截骨端位置有关，Olney〔3〕发现股骨远端截骨延长后膝关节和髋关节之间相对压力比为2∶1，而股骨近端截骨延长后膝关节和髋关节之间相对压力比为1∶1。其他实验还证实肢体延长时截骨延长端牵拉力的大小与截骨端位置也有关系。Steen〔4〕等观察到在牛胫骨干骺端截骨延长后其延长端的牵拉力比骨干高210%。Aronson and Harp〔5〕发现在狗胫骨干骺端截骨延长后其延长端的牵拉力为155 N，胫骨干端为111 N。动物实验还发现不同的单纯截骨部位对肢体纵向生长的影响是不同的，Hedstrom〔2〕等报道在兔子桡骨﹑胫骨骨干中部截骨引发胫骨远近端骨骺生长板生长的刺激最大。由于干骺端比骨干导致更大的关节内压力，同时骨干截骨对胫骨生长的刺激作用比干骺端大，这两种作用的综合结果，就出现了本实验的结果而不是Lee〔1〕的结果。
本实验临床意义是当肢体延长的长度超过30%时，在干骺端截骨会出现妨碍肢体纵向生长的并发症，此时以选择骨干端截骨更合适些。
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作者单位：（北京市朝阳区矫形外科医院，北京 100024）