实验研究·不同能量级别体外冲击波与骨不连愈合的关系△

【摘要】  根据不同能量级别体外冲击波对兔桡骨骨不连的影响，获得治疗骨不连的最佳冲击波能量。［方法］选用雌性新西兰大白兔32只，随机分为A、B 2组，以每只动物双前肢桡骨为实验对象，又分为A1、A2、B1、B2四组，A１、B１组为右前肢，A2、B2组为左前肢，制成桡骨骨不连模型。分别用0. 3、0. 4、0. 5、0. 6 mj／mm2　4种能量级别的冲击波对A1、A2、B1、B2 4组分别进行治疗，于治疗前后观察和比较各组的治疗情况、X线片和组织学变化，并作统计学分析。［结果］各组治疗前后骨折间隙的变化在统计学上均有非常显著性差异(P<0. 01)，而治疗后第8、12周各组间比较，A2、B1组骨折间隙的愈合情况明显优于A1、B2组，差异有显著或非常显著性意义(P<0. 05～P<0. 01)。［结论］0. 4～0. 5 mj／mm2是治疗骨不连的最佳冲击波能量级别，能量过低或过高均可影响骨不连愈合或造成组织损伤。

【关键词】  体外冲击波 能量 骨不连 骨愈合

    Relation of bone fracture nonunion with different energy grade of extracorporeal shock waves∥LIANG Bin, LI Hongyu, LI Lichun, et al. Department of Orthopaedics, the People's Hospital of Guangxi Zhuang Autonomous Region,Nanning  530021,China

    Abstract：［Objective］Acocording to the effect with different energy grade of extracorporeal shock waves to obtain the better energy of extracorporeal shock waves on treating the nonunion of rabbit radius fracture.［Method］The nonunion model was established in the radius of 32 standard New Zealand white female rabbits,they were' randomly divided into A1,A2,B1 and B2 4 groups. A1 and B1 were the right, A2 and B2 was the left. Treating effect,Xrays film and changs of tissue histology in each experimental groups were observed before and after treament by the shock waves with 0.3,0.4, 0.5 and 0.6 mj/mm2 energy to analyze the statistical difference among the each experimental group.［Result］There was a significant difference (P<0.01) on the nonunion gap of the each experimental group between before and　after treament. Moreover, the healing of nonunion gap were better A2 and B1 of the　eighth and twelfth weeks than A1 and B2 of the eighth and twelfth weeks,there was a significant or very significant difference (P<0.05～0.01 ) on the nonunion gap of the  experimental  group  between  them  after  treament.［Conclusion］The extracorporeal shock wave with 0.4～0.5 mj/mm2  is the better energy grade of extracorporeal shock waves on treating the nonunion,the high and low energy may affect the healing of nonunion and cause the injury of tissue.

    Key words：extracorpored shock wave;    energy；    nonunion；    bone healing

     体外冲击波(extracorporeal  shock  wave, ESW)在碎石治疗方面，如泌尿系结石、胆道结石、胰腺结石等取得了巨大的成功。20世纪90年代人们又利用其对骨组织的作用治疗骨不连［1,2,4］。本实验旨在进一步研究不同能量级别体外冲击波与骨不连间隙变化的关系，为临床治疗骨不连提供一最佳体外冲击波能量的量化标准。

    1    材料和方法

    1.  1    材料

    选用标准实验清洁级(二级)雌性新西兰大白兔32只，体质量3.  0～3.  5 kg，兔龄5～6个月，随机分为A、B 2组，以每只动物双侧前肢桡骨为实验对象，又分为A1、A２、B1、B２ 4组，A１、Ｂ１组为右前肢，A２、B２组为左前肢。

    1.  2    方法

    1.  2.  1    骨不连模型制作    以氯胺硐30～35 mg(10 mg／kg体质量)加安定3.  0～3.  5 mg(1 mg／kg体质量)对新西兰大白兔作腹腔注射麻醉，于无菌操作下截除双侧桡骨中段1 cm，将骨碎屑冲洗干净，缝合切口。3个月后摄X线片证实骨不连模型形成，骨折端硬化，骨折间隙清晰可见。

    1.  2.  2    实验方法    麻醉下(方法同前)采用德国多尼尔小王子体外冲击波碎石机对新西兰大白兔双侧前肢桡骨骨不连进行冲击治疗，A１、A２、B1、B２组冲击波焦点能量分别为0.  3、0.  4、0.  5、0.  6 mj／mm2，频率为70～80次／min，冲击量为800次，焦点聚焦范围为1.  5 cm2，在透视下调整冲击焦点，分别对骨折远、近端边缘进行冲击。

    1.  2.  3    X线片检查    采用数码成像X线机分别于冲击波治疗前及治疗后第8、12周摄双侧前肢正位X线片，在计算机上精确测量治疗前后骨折间隙的宽度。

    1.  2.  4    组织光学检查    分别于冲击波治疗后第8周各处死动物2只，取骨折间隙组织作光学检查。

    1.  2.  5    统计学分析        所有数据采用SPSS 10.  0软件处理完成。取每组治疗前后及各组间治疗后X线片计算机上测得的骨折间隙平均宽度作统计学2组间成对检验，所有指标用±s表示，采用t检验。   

    2    结    果

    2.  1    实验动物数量分析

    B组有2只动物因血肿感染死亡，予以剔除，A组16只，B组14只动物纳入实验动物数量分析。

    2.  2    大体观

    冲击波治疗后，对冲击部位的观察：A1组局部软组织无明显肿胀、皮肤无淤血斑；A２、B１组局部软组织轻度肿胀，皮肤出现少量大、小不等的淤血点；B２组局部软组织肿胀明显，见大片的淤血斑，有2例因软组织血肿导致感染而死亡。   

    2.  3    组织光学检查

    治疗后第8周A２、B1组见大量成骨细胞活跃成骨，骨样组织逐渐骨化，形成新骨，出现骨小梁，但较紊乱，纤维组织逐渐转化成软骨组织，并出现钙化和骨化。A１组见小量的成骨细胞，新骨形成少，无骨小梁形成，可见多数的成纤维细胞和排列紊乱的纤维结缔组织，并见大量的炎症细胞浸润。B２组所见与A２、B１组相似，但活跃程度较弱，并可见因冲击波能量过大导致的血肿机化、组织坏死所形成的纤维瘢痕组织填充于骨折间隙内。

    2.  4    冲击波治疗前后各组骨折间隙的变化见表1。 表1    冲击波治疗前后各组骨折间隙的变化表1显示，各组治疗前与治疗后第8、12周比较均有非常显著性差异(P<0.  01)；治疗后第8周与第12周比较：A1组差异无统计学意义(P>0.  05)，A２、B1、B２组有显著性差异(P<0.  05)；治疗后第8、12周各组之间比较：A2与B1组之间差异无统计学意义(P>0.  05)，A1、B２与A2、B１组之间有显著性差异(P<0.  05)，A1与B２组之间有显著性差异(P<0.  05)。

    2.  5    治疗效果评价   

    评价标准：优：骨折间隙消失，骨外形趋于正常，骨小梁呈规则的纵向排列，骨髓腔再通。良：骨折间隙呈模糊骨折线(<1 mm)，骨外型呈梭形膨大，骨小梁较混乱，骨髓腔部分再通。差：骨折间隙清晰可见(>1 mm)，骨痂不连续，骨小梁混乱，骨折端硬化，骨髓腔闭塞。表2    治疗12周各组骨折间隙愈合情况比较治疗优良率：A1组与A２、B１、B２比较有非常显著性差异(P<0.  001)；A2组与B１组比较差异无统计学意义(P>0.  05)；B２组与A２、B１组比较有显著性差异(P<0.  05)。

    3    讨    论

    体外冲击波对骨组织和对结石的作用原理相同，因两者有相近的声阻抗。选择适当的冲击波能量和冲击量可使骨组织及硬化骨碎裂，形成粉碎性微骨折，即所谓的2次损伤现象从而激活成骨过程［3,4］。

    正如体外冲击波治疗泌尿系结石一样，能量的选择直接影响骨不连的治疗效果，同时还要尽可能减少对周围组织的损伤。

    作者设立动物实验，选择0.  3、0.  4、0.  5、0.  6 mj／mm2 4种不同能量级别的体外冲击波对兔桡骨骨不连模型进行治疗，X线片和组织学检查结果显示0.  4、0.  5 mj／mm2能量组的骨痂生长、骨愈合过程及愈合率均明显优于其它2组。骨折间隙的变化和骨折愈合率2组间比较统计学上无显著性差异，而与另外2组比较则有显著或非常显著性差异。

    0.  3 mj／mm2能量组因冲击波能量过低，不能有效击碎骨不连断端的硬化骨，以致不能全面有效地激活成骨过程。骨折间隙组织学检查，虽有少量成骨，使骨不连间隙缩小，但治疗后第8、12周间隙内仍被纤维结缔组织填充，难以达到骨性愈合。

    由于随着冲击波能量的升高，其对骨组织的破坏和周围软组织的损伤也随之加重。作者在实验中观察到0.  6 mj／mm2能量组造成实验动物冲击部位软组织明显肿胀、淤血，有2例因严重血肿感染而死亡。X线检查显示骨折间隙的缩小较0.  4、0.  5 mj／mm2慢，统计学上有显著性差异。组织学检查发现因骨组织破坏过度，同时由于周围软组织过度损伤而出现血肿和坏死组织，机化的血肿和坏死组织的纤维化填充于骨折间隙内必然影响骨折的愈合过程。此外，软组织的过度损伤也影响到骨折间隙周围的局部血液循环，不利于骨折的愈合［5］。实验结果表明，0.  4～0.  5 mj／mm2是治疗骨不连的最佳能量级别，能量过低或过高的冲击波均可影响骨不连愈合或造成组织损伤。

【参考文献】
  ［1］ Johannes EJ，Kaulesar Sukul DM，Matura E．Highenergy shock waves for the treatment of nonunions：an experiment on dogs［J］．Surg Res，1994，57(2)：246-252．

［2］ 彭 昊，钟 俊，李家元，等．冲击波治疗骨不连的研究［J］．中华实验外科杂志，2000，17(3)：265-266．

［3］ Einhom TA．Enhancement of fracturehealing［J］．Bone Joint Surg(Am),1995,77：940．

［4］ 梁 斌，李宏宇，李丽春，等．体外冲击波刺激成骨作用对骨不连间隙的影响［J］．中国临床康复，2005，9(38)：92-94．

［5］ 廖 浩，方 煌，陈安民，等．60例四肢长管骨骨不连的原因分析［J］．中国矫形外科杂志，2005，13(16)：1207-1209．

作者单位：广西壮族自治区人民医院骨科，南宁 530021