骨组织学特点与QCT骨密度软件体模检测
成都华西华科研究所分析骨组织学特点与QCT骨密度软件体模检测
骨质疏松症可导致背力学强度下降,而易发生骨折 及再骨折。在骨质疏松箪础上发生的骨折,称为骨质疏 松性骨折。骨质疏松性骨折为骨质疏松症的M大危害, 对骨质疏松性骨折的冇效治疗有赖于对其骨折愈合机制 与特征的深人认识。研究发现,骨质疏松性骨折愈 合过程中,有着与一般性骨折(健康个体的创伤性骨折, 下N)愈合不同的特点,具体表现在组织学、细胞超微结 构、细胞因子、力学性能等m方面。本节的内容,主要介 绍h海第二医科大学附属笫九人民医院骨科的实验所 见,结合各国学者的报道,对骨质疏松性骨折愈合特征做 一介绍。 v
骨组织学特点
骨质疏松性竹折与一般性竹折愈合的组织学过程, 均经历了炎性阶段、修复阶段与改建阶段,三个发展阶段 有一定程度的相互重黉,其中修复阶段历经纤维骨痂、软 骨性竹痂至骨性骨痂的演变
根据我们对大鼠骨质疏松性骨折实验模型的观察, 骨折后5〜7天,创伤区吸引了大fi细胞聚集在断端周 围,包括间充质细胞、成纤维细胞、粒细胞、单核-巨噬细 胞等,同时,有大M新生毛细血管出现,形成纤维骨痂。 骨折断端附近骨外膜下由骨外膜间充质细胞增殖、分化 为软骨细胞与成骨细胞,形成原始小梁状饽。N—般性 骨折相比,骨质疏松性骨折纤维骨痂疏松,毛细血讶生成 较少,断端血肿机化较迟缓。
骨折后2周,软骨性骨痂形成以取代纤维骨痂,软骨 痂内的软骨细胞主要有两种来源,一是间充质细胞分化 为软骨细胞;另-•种则足已存在的软骨细胞的不断增殖。 而目前多倾向于前者起主要作用。骨髄与针膜为未分化 间充质细胞(mesenchymal stem cells, MSC)的重要来源, 雌激索降低可能促进骨髄造血系统与骨外膜内间充质细 胞增殖,而骨折引致的创伤反应可吸引未分化间充质细 胞至骨折断端周围,后者既可分化为成骨细胞,也可分化 为软骨细胞,分化方式取决于局部的血供因素与应力因 素。貼近骨折端或在两断端之间的部位由于局部血供 差、应力大,间充质细胞经确定性软骨祖细胞(commiued chondroprogenitor)进而分化为软背细胞,形成软#性背 痂。但膜内成骨骨痂源性毛细血管进人软骨痂后,软骨 内成骨即开始。早期纤维骨痂内出现软骨岛并不断扩 展,血管周围软骨细胞多为体积较小的岡形幼稚软骨细
胞,随者时间的推移,软#痂周边部软骨细胞肥大,部分 变性坏死,并出现少录原始(幼稚 >小梁状骨。一般性骨 折原始小梁状骨表面可见大fi排列整齐的成骨细胞(图1. 1),而骨质疏松性骨折职始小梁状骨表面成骨细胞数 较少(图9-2),职始骨小梁间为结缔组织(包括血细 胞)。偏光镜观察,一般性骨折小梁状骨排列方向与主应 力方向渐趋于一致,折光性较骨质疏松性骨折强,骨质疏 松性钟折小梁状骨及其小梁胶原纤维排列方向均紊乱。
图9-1骨折后2周,一般性骨折软骨痂边缘出现原始小 梁骨,其表面可见W状排列紧密的成#细胞HEX 1〇〇
图9-2骨的后2周,#质疏松性甘折软甘痂边缘生成原 始骨小梁,其表面成讶细胞少HEX200
骨折后4〜6周,软骨痂周边部继续不断为原始小梁 状骨取代,早期形成的原始小梁状骨内软骨细胞或变性 坏死或分化、转化为卄细胞。同时,表面破骨细胞出现, 并与成骨细胞相“耦合"(阁9-3),使原始骨小梁不断改 建成为成熟骨小梁(图9-4)。与-般性骨折相比,小梁 状骨吸收快且被吸数最多,小梁间距增宽,其间充满大扭 脂肪细胞(图9-5)。偏光镜观察,一般性骨折与骨质疏 松杜骨折相比较,小梁状骨粗细均匀,排列方向一致,小 梁连接处呈拱形,光滑且折光性强(图9-6)。而骨质疏 松性种折小梁排列杂乱.小梁粗细不等,折光强弱不均一 (图 9-7)。
骨折后8〜16周,-•般性骨折软骨性#痂已逐渐被 骨性骨痂取代。小梁状骨经改逮成熟,与主应力方向一 致,骨浈疏松性伢折软骨痂肉骨性骨痂转化缓慢,问时原 始小梁状骨向成熟小梁状骨转化亦较慢,且原已形成的 成熟小梁状骨多吸收、消失。
图9-3术后6周,一般性骨折原始小梁骨表面破骨细胞 出现,并与大贵成骨细胞相“耦合” HEX400
图9-4骨折后6周,一般性骨折软伢痂周边部软卄细胞 肥大,渐为原始小梁伢抒代,其表面可见大1排列紧密的成 讶细狍 HEX 1〇〇阁9-5骨折后6周.骨质疏松性骨折软付痂间边部继续 向肤始小梁骨转化.而成熟小梁状已杀本吸收消失,周阉充 满大ft脂肪细胞与骨髓细胞HEX 40图9-6骨折后6周,一般性骨折小梁#连接呈拱形.胶肼 排列一致,折光件较强、均匀偏光x丨〇〇
X要指出,骨质疏松性伢折愈合过程中,丨丨丨膜内成骨 与软骨内成骨形成的小梁状竹的骨吸收明M加快,而相 应的骨形成作用却缓慢或不足。钟痂组织成熟后须不斯 地进行改建以适应外界应力与自身功能的茁要,即适应 性歌逮(adaptive remodeling),这一过程由破骨细胞的激 活而开始,并与成卄细胞相“耦合”共同完成。破竹细胞图9-7骨折后6周,骨质疏松性卄折小梁骨粗细不等、胶 质推列一致.折光性较弱偏光X100来源于多潜能造血干细胞(CFU-S)所产生的粒巨祖细 colong forming unit - granulocyte macrophage, CFU - GM),在分化过程屮,未定$1的祖细胞(uncommitted progenitors) 增猜分 化产生定型破 细胞 ( committed oste- oclast progenitors),然后沿破毋细胞特殊的分化途径分化 并随血竹迁移到骨组织。雌激家可通过受体调节机制直 接抑制其功能活性并诱导其凋亡,因而雌激素降低后使 得破竹细胞数目增多且功能活性增强,而雌激素降低可 抑制成背细胞增殖、分化以及与基质蛋白的合成。由此 导致小梁状卄的过分丢失和骨吸收部位新生骨的相对不 足,骨折愈合质ft降低。
因此,骨质疏松性竹折愈合的箪本特征为:软骨内成 骨犋内成#共同参与了付质疏松性骨折的修复,而以
软#内成骨为主。软骨内成竹延缓,骨性卄痂改建(骨吸 收> 骨形成)加速,骨痂内胶原纤维疏松、排列素乱,与主应力方向不一致。成都华西华科研究所分析研发定量CT QCT骨密度体模软件分析系统
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