组合式可变应力接骨板内固定干预山羊股骨骨折断端的骨组织细胞功能及骨密度变化

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2393

中国组织工程研究 ›› 2021, Vol. 25 ›› Issue (6): 890-894.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2393

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组合式可变应力接骨板内固定干预山羊股骨骨折断端的骨组织细胞功能及骨密度变化

杨卫强，丁童，杨卫可，蒋振刚

新乡市中心医院骨科，河南省新乡市 453003

收稿日期:2020-02-21 修回日期:2020-02-28 接受日期:2020-03-30 出版日期:2021-02-28 发布日期:2020-12-03
作者简介:杨卫强，男，1981年生，河南省商丘市人，汉族，2009年新乡医学院毕业，硕士，副主任医师，主要从事骨科基础与临床的研究。
基金资助:
河南省重点科技攻关计划项目(152102320210) ；新乡市重点科技攻关计划项目(ZG15034)

Combined variable stress plate internal fixation affects changes of bone histiocyte function and bone mineral density at the fractured end of goat femur

Yang Weiqiang, Ding Tong, Yang Weike, Jiang Zhengang

Department of Orthopedics, Xinxiang Central Hospital, Xinxiang 453003, Henan Province, China

Received:2020-02-21 Revised:2020-02-28 Accepted:2020-03-30 Online:2021-02-28 Published:2020-12-03
About author:Yang Weiqiang, Master, Associate chief physician, Department of Orthopedics, Xinxiang Central Hospital, Xinxiang 453003, Henan Province, China
Supported by:
the Key Scientific and Technological Project in Henan Province, No. 152102320210; the Key Scientific and Technological Project of Xinxiang City, No. ZG15034

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
骨折愈合：分为一期愈合和二期愈合。一期愈合是指骨折断端通过哈弗系统重建骨单位的直接愈合，髓腔通畅，无或仅极少内外骨痂形成，骨折线消失；二期愈合是膜内化骨与软骨内化骨两种成骨方式结合，有骨痂形成。
应力遮挡效应：此概念是从材料力学中衍变出来的，即当2个或2个以上具有不同弹性模量的成分组成一个机械系统加载时，就会发生载荷及应力、应变重分配现象。具有较高弹性模量的成分承担较多的载荷，使后者少承担或不承担载荷，应变也相应减少，这就是具有较高弹性模量成分所起的应力、应变遮挡效应。

背景：普通直型接骨板可影响骨折断端生物力学的传导，组合式可变应力接骨板可保留骨折断端持续的生物力学刺激，影响骨组织细胞功能及骨密度改变，促进骨折愈合。
目的：探讨两种不同接骨板内固定对实验性山羊股骨骨折愈合骨组织细胞功能及骨密度的影响。
方法：健康成年山羊30只，普通环境下饲养，制作山羊右下肢股骨骨折动物模型，随机分为组合式可变应力接骨板组(实验组)及普通直型接骨板组(对照组)，每组15只。两组于术后4，8，12周测定血清中骨特异性碱性磷酸酶、骨钙素水平及抗酒石酸酸性磷酸酶活性，并分批处死山羊，取股骨断端组织行骨密度及组织病理学观察。
结果与结论：①术后4，8周实验组血清中骨特异性碱性磷酸酶增高较对照组快，但到12周明显低于对照组(P < 0.05)；②术后4周，实验组血清中骨钙素含量大于对照组，12周小于对照组(P < 0.05)；③术后4，8周实验组抗酒石酸酸性磷酸酶活性增高较对照组快，但到12周明显低于对照组(P < 0.05)；④实验组8，12周骨折断端骨密度明显高于对照组(P < 0.05)，实验组和对照组4，8，12周骨密度均逐渐增大(P < 0.05)；⑤术后4，8周实验组成骨细胞数明显多于对照组，8周破骨细胞数明显多于对照组，12周成骨细胞及破骨细胞明显少于对照组(P < 0.05)；⑥提示组合式可变应力接骨板内固定可使山羊股骨骨折断端产生持续压应力，刺激骨折断端骨组织细胞数量变化，导致相应骨组织细胞功能蛋白分泌，促进骨痂生成，加快骨痂改建，促进骨折愈合。

https://orcid.org/0000-0002-8906-1103 (杨卫强)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

关键词: 骨, 骨折, 细胞, 骨折愈合, 内固定, 应力, 接骨板, 骨密度

Abstract: BACKGROUND: The common straight plate can affect the biomechanical conduction of fracture ends, and the combined variable stress plate can retain the continuous biomechanical stimulation of the fracture end, affect the changes of bone tissue cell function and bone mineral density, and promote fracture healing.
OBJECTIVE: To investigate the effects of internal fixation with two kinds of plates on bone tissue cell function and bone mineral density in experimental goat femoral fracture healing.
METHODS: Thirty healthy adult goats were raised in normal environment, and used to successfully construct the models of right lower limb femur fracture. The models were randomly divided into the experimental group (given the combined variable stress plate fixation) and the control group (given the common straight steel plate fixation) (n=15 per group). Serum levels of bone specific alkaline phosphatase, osteocalcin and tartrate resistant acid phosphatase activity were determined at 4, 8, and 12 weeks after surgery in both groups. The goats were sacrificed in batches, and the femoral stump tissue was taken for bone mineral density and histopathological observation.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) At 4 and 8 weeks, the serum bone specific alkaline phosphatase in the experimental group increased faster than that in the control group, but it was significantly lower than that in the control group at 12 weeks (P < 0.05). (2) At 4 weeks after surgery, the serum osteocalcin of the experimental group was higher than that of the control group, but lower than that of the control group at 12 weeks (P < 0.05). (3) At 4 and 8 weeks after operation, the serum tartrate resistant acid phosphatase activity of the experimental group was significantly higher than that of the control group, but lower than that of the control group at 12 weeks (P < 0.05). (4) At 8 and 12 weeks after operation, the bone mineral density of the fracture end in the experimental group was significantly higher than that of the control group (P < 0.05), while the bone mineral density of the experimental group and the control group increased gradually at 4, 8 and 12 weeks (P < 0.05). (5) At 4 and 8 weeks, the number of osteoblasts of the experimental group was significantly higher than that of the control group. At 8 weeks, the number of osteoclasts of the experimental group was significantly higher than that of the control group. At 12 weeks, the number of osteoblasts and osteoclasts of the experimental group was significantly lower than that of the control group (P < 0.05). (6) Combined variable stress plate fixation can produce continuous compressive stress at the fracture end of goat femur, stimulate the change of the number of bone tissue cells, lead to the secretion of corresponding bone tissue cell functional protein, promote the formation of callus, accelerate the reconstruction of callus, and promote the fracture healing.

Key words: bone, fracture, cell, fracture healing, internal fixation, stress, bone plate, bone density

中图分类号:

杨卫强, 丁童, 杨卫可, 蒋振刚. 组合式可变应力接骨板内固定干预山羊股骨骨折断端的骨组织细胞功能及骨密度变化[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(6): 890-894.

Yang Weiqiang, Ding Tong, Yang Weike, Jiang Zhengang. Combined variable stress plate internal fixation affects changes of bone histiocyte function and bone mineral density at the fractured end of goat femur[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2021, 25(6): 890-894.

图/表（结果） 4

2.1 实验动物数量分析纳入30只山羊，制备山羊股骨骨折模型，随机分组2组，各组山羊存活良好，伤口无红肿及脓液渗出，无坏死组织出现。
2.2 一般情况 2组动物造模成功后制动1周，后逐步下地活动，体质量无下降，进食良好；部分山羊患侧肢体不能完全负重，皮毛光泽、反应可，活动可。
2.3 股骨形态学观察 30只山羊均成功构建股骨骨折模型，麻醉清醒能够正常饮食，无伤口感染、液体渗漏，愈合良好，未出现明显排斥反应，所有动物均未出现股骨畸形及反常活动。
2.4 血清骨特异性碱性磷酸酶、骨钙素、抗酒石酸酸性磷酸酶水平变化术后4，8周，实验组血清中骨特异性碱性磷酸酶增高较对照组快，但到12周明显低于对照组(P < 0.05)；术后4周，实验组血清中骨钙素水平大于对照组，12周小于对照组(P < 0.05)；术后4，8周实验组抗酒石酸酸性磷酸酶活性增高较对照组快，但到12周明显低于对照组(P < 0.05)，见表2。

2.5 骨密度水平变化与对照组相比，实验组8，12周骨折断端骨密度明显高于对照组(P < 0.05)；2组4，8，12周骨密度均逐渐升高(P < 0.05)，见表3。

2.6 组织形态学观察及检测术后4，8周实验组成骨细胞数明显多于对照组，8周破骨细胞数明显多于对照组，12周成骨细胞及破骨细胞明显少于对照组(P < 0.05)。见表4。

组织学观察示，术后8周实验组骨小梁交错成网状，骨小梁表面可见大量的成骨细胞数，同时骨小梁表面可见较多破骨细胞；而对照组骨小梁生长稀疏，厚度较窄，排列紊乱，成骨细胞多见，破骨细胞少见。12周时实验组骨小梁排列有序，形成哈夫斯管，成骨细胞明显减少，破骨细胞少见；对照组骨小梁排列错乱，骨痂密度不均，破骨细胞多见，见图3。

参考文献

[1] WANG Y, LIU HX, WANG YH, et al. Establishment of trauma treatment teams within a regional severe trauma treatment system in China: study protocol for a national cluster-randomised trial. BMJ Open. 2018;8(12):1-9.
[2] 徐昭宁,陈方毅,李德芳,等.单纯髓内钉与髓内钉附加钢板固定股骨粗隆下粉碎性骨折的对比[J]. 中国矫形外科杂志,2020,28(2):139-143.
[3] GUSTAFSON A, SCHILCHER J, GRASSI L, et al. Strains caused by daily loading might be responsible for delayed healing of an incomplete atypical femoral fracture. Bone. 2016;88:125-130.
[4] 刘建恒,张里程,唐佩福.骨折延迟愈合和不愈合的诊治现状[J].中华外科杂志,2015,53(6):46-467.
[5] EINHORN TA, GERSTENFELD LC. Fracture healing: mechanisms and interventions. Nat Rev Rheumatol. 2015;11(1):45-54.
[6] 李家勇,王铭,彭称飞,等.P75NTR在兔骨折不愈合局部组织中的表达及意义[J].中国骨质疏松杂志,2017,23(4):437-440.
[7] EL-ROSASY MA, EL-SALLAKH SA. Distal tibial hypertrophic nonunion with deformity: treatment by fixator-assisted acute deformity correction and LCP fixation. Strategies Trauma Limb Reconstr. 2013;8(1):31-35.
[8] 姜世涛,王忍,顾卫东.桥接单棒系统内固定治疗锁骨中段骨折的疗效分析[J].中国骨与关节损伤杂志,2017,32(9):971-972.
[9] 熊鹰,李群辉,柳百炼,等. 桥接组合式内固定系统与锁定接骨板钉系统在股骨骨折应用中的有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2012, 16(30):5516-551.
[10] 严斌,何沛恒,罗震,等.骨保护素与 RANKL在骨折愈合期的表达及其意义[J].实用医学杂志,2016, 32(9):1464-1467.
[11] 黄东博. 有限接触动力加压钢板与锁定加压钢板植入治疗四肢创伤骨折骨不连的效果及安全性比较[J]. 中国当代医药, 2019(19):146-148.
[12] 贺坚,尹立.附加锁定钢板联合自体髂骨植骨治疗股骨干骨折髓内钉术后骨折不愈合临床研究[J].临床医药文献电子杂志,2019,6(44):1-2.
[13] 黄雷,杨胜松,滕星,等.外固定架临时加压交锁髓内针再次锁定治疗交锁髓内针动力化后股骨干骨折不愈合[J].中华骨科杂志,2019,39(1):17-22.
[14] 刘月驹,杨宗酉,张奇,等.一项新型应力分散微创接骨板[J].河北医科大学学报,2013,34(8):950-950.
[15] 李强,黄洪,赵建宁,等.新型接骨板内固定桡骨远端骨折的临床解剖学研究[J]. 中国骨与关节损伤杂志, 2016, 31(9):947-951.
[16] 刘其兴, 李绍波, 赵剑波,等. 桥接组合式内固定系统治疗锁骨中段骨折[J]. 创伤外科杂志, 2018, 20(12):26-28.
[17] 郝宝辉, 李英超, 乔伟松, 等. 应力刺激促进骨质疏松性骨折愈合研究进展[J]. 中国老年学杂志, 2018,38(6):1519-1521.
[18] 杨卫强,蒋振刚,黄昌林.激素性股骨头坏死模型兔骨组织病理及功能变化[J]. 中国组织工程研究与临床康复,2011,15(50):9319-9322.
[19] 盛晓赟,郭来威,闫亮,等.ERK5在小鼠骨质疏松性骨折愈合过程中作用的实验研究[J].中国骨质疏松杂志,2018,24(7):856-864.
[20] OLIVEIRA FA, MATOS AA, MATSUDA SS, et al. Low level laser therapy modulates viability,alkaline phosphatase and matrix metalloproteinase-2 activities of osteoblasts. J Photochem Photobiol B. 2017;169(01):35-40.
[21] 訾慧, 范颖, 蒋宁, 等. 淫羊藿次苷Ⅰ及淫羊藿次苷Ⅱ通过BMP/Runx2/Osx信号通路促进大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的实验研究[J]. 中国骨质疏松杂志, 2019, 25(5):690-695.
[22] 赵书英,张万强,耿进朝,等.实验性胫骨骨折愈合过程中的X线表现与骨密度、骨灰重及钙磷元素、病理学变化的相关性分析[J].中国临床医学影像杂志,2015,26(10):1008-1062.
[23] MENON RR, SUBRAMANIAN V. Functional outcome of distal femoral fractures treated by, minimally invasive surgery using locking condylar plate. J Orthop. 2014;15(1):117-120.
[24] 杨卫强,丁童,冯立平,等.组合式可变应力接骨板固定对实验性山羊股骨骨折愈合影响的研究[J]. 天津医药,2019,47(8):815-819.

引言

随着国内社会经济的不断发展，机动车保有量及高速公路里程的急速上升，城市的发展和建设工程的快速增加，使道路交通伤及高处坠落伤造成的骨折的类型及严重程度越来越复杂，骨折的发病率呈现逐年上升趋势[1-2]。近50年来，骨折治疗理念不断更新，20世纪60年代MULLER等首先提出了AO治疗原则为“骨折断端解剖复位，骨片加压坚强内固定，保护骨的血运、早期无痛功能锻炼”；到 20世纪80年代，GERBER等提出BO理念即生物学固定，主张间接复位，不强求骨折解剖复位，更注重对骨折处软组织保护。理念的变化也推动内固定方式的不断发展，从20世纪70年代的动力加压接骨板到当前新的生物学内固定物出现，如有限接触动力加压接骨板、LISS微创内固定系统、干部骨折的髓内钉固定系统、外固定架系统等，在一定程度上确实降低了骨折不愈合的发生，但相关文献报道骨折不愈合率仍高达8%-10%[3-5]，因此骨折不愈合仍是目前骨科领域的难点和热点[6]。随着医学影像学技术的发展，人们对骨折的生物力学认识更加深入，金属接骨板固定存在一定的应力遮挡效应，不利于骨折愈合过程中生物力学的传递和骨改建，部分患者出现了骨折不愈合、骨缺损，甚至需要再次手术植骨，增加了患者的痛苦和医疗费用[7]。最近国内有学者设计出一种桥接单棒内固定系统，并在研究中发现该桥接内固定系统能够有效克服应力遮挡效应，提高了对骨折的治疗效果[8]。但国内外关于不重叠组合式可变应力接骨板的实验研究及临床应用仍少见。此次研究以普通直型接骨板为对照组，通过应用作者所在课题组设计的组合式可变应力接骨板修复构建的山羊股骨骨折活体模型，探讨2种不同接骨板内固定方式在实验性山羊股骨骨折愈合过程中对骨密度及骨组织细胞功能的影响。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

材料方法

1.1 设计随机对照动物实验。
1.2 时间及地点于2017年10月至2018年10月在新乡医学院附属中心医院动物中心实验室完成。
1.3 材料

1.3.1 实验动物健康成年山羊30只，雌雄不限，年龄12-16个月，平均体质量(16.2±2.0)kg，实验前适应性喂养1周，饲养期间给予颗粒饲料及自由饮水。动物许可证号：SYXK(豫)2016-0001，实验过程动物处置符合伦理学要求。

1.3.2 仪器及试剂 MIAS医学图像分析系统(中国北航公司)，81Ruede 1’Hortus-34280型双能X射线骨密度测定仪(DEXA，法国carnon公司生产)，山羊骨钙素酶免试剂盒(由上海仁捷公司提供试剂)、山羊骨特异性碱性磷酸酶酶免试剂盒(由上海仁捷公司提供试剂)、抗酒石酸酸性磷酸酶试剂盒(由上海烜雅生物科技有限公司提供)，盐酸氯胺酮注射液(福建古田药业有限公司，国药准字H35020148，规格：2 mL∶0.1 g)，硫酸阿托品注射液(上海禾丰制药有限公司，国药准字H31021057，规格：2 mL∶10 mg)，地西泮注射液(山西振东安特生物制药有限公司，国药准字H14022662，规格：2 mL∶10 mg)，头孢呋辛注射液(深圳立健药业有限公司，国药准字H20064534，规格：1支：2 g)。
1.3.3 植入物见表1。
组合式可变应力接骨板(自行研究设计)：由太原钢厂生产的IrCr18NiaT不锈钢板用于长骨干的固定，由固定板和稳定板组成，固定板套在稳定板内并可在其中滑动，且两者相对应6个螺孔，产品标准：材料为Ti6Al4V钛合金，非灭菌包装。
普通直型钢板：直型钢板的尺寸与接骨板相同，IrCr18NiaT不锈钢材料具有良好的耐蚀性、耐热性，低温强度和机械性能。

1.4 方法
1.4.1 动物分组使用随机数字表法，将山羊分为实验组(组合式可变应力接骨板)和对照组(普通直型接骨板)，每组15只。
1.4.2 造模 2组动物适应性喂养1周后，所有实验动物应用药物(盐酸氯胺酮注射液、硫酸阿托品注射液和地西泮注射液)进行静脉麻醉，麻醉成功后侧卧固定于手术操作台，备皮，消毒铺巾，呼吸机辅助呼吸，在无菌条件下进行手术操作。取骨外侧纵行切口，逐层切开皮肤、皮下组织，小心剥离周围软组织，从肌间隙进入显露羊股骨，用骨锯将右侧股骨中断截骨，术后动物存活，且截骨完全，提示成功构建山羊横行股骨骨折动物模型。实验组置入组合式可变应力接骨板(图1)，对照组置入普通直型接骨板，术后制动1周后下地活动(图2)，术后2周拆除伤口缝线。2组术后均喂服头孢呋辛2 d，2次/d，每次30 mg/kg，预防感染。

1.5 主要观察指标
1.5.1 标本采集与处理 2组动物采血前禁食12 h，于第4周(n=15)、8周(n=10)、12周(n=5)清晨空腹状态下股静脉采血，抽取5 mL血液放入真空洁净促凝管，3 000 r/min离心15 min，分离血清，置于-80 ℃冰箱保存待测，实验结束后集中测定血清中骨特异性碱性磷酸酶、骨钙素含量及抗酒石酸酸性磷酸酶活性。
1.5.2 骨组织标本采集 2组动物分别于术后第4，8，12周分批处死5只，剥离股骨后取下钢板，后取出全长股骨采用德国双能X射线骨密度测定仪测定骨折断端骨密度。后切取2 cm长股骨一段(截骨线上下各1 cm)。在体积分数10%中性甲醛缓冲液固定24 h，5%硝酸溶液脱钙，流水冲洗后以钢板面为前，沿正中矢状面纵行切开标本，自动脱水机脱水12 h，石蜡包埋，5 μm切片后行苏木精-伊红染色，光学显微镜下观察并拍照。每张切片在10×40倍镜下随机读取5个视野，计数视野内成骨细胞及破骨细胞数。
1.6 统计学分析采用SPSS 21.0软件进行统计分析。计量数据以x±s 表示，组内比较采用单因素方差分析，多重比较用LSD-t法，组间比较采用独立样本t检验，P < 0.05为差异有显著性意义。

讨论

骨折愈合是骨组织原始连续性重建的过程，是一个非常复杂的成骨细胞和破骨细胞参与完成的细胞组织学修复过程，与局部力学环境、生物学环境等因素有重要联系[9-10]。目前在临床工作中，采用的生物学内固定物主要是有限接触动力加压接骨板和髓内钉。有限接触动力加压接骨板可对骨折断端进行坚强内固定，研究表明其可维持骨折断端的充足血供从而促进骨折断端愈合的生物学过程，但骨折断端坚强固定减少了骨痂形成过程中的机械刺激[11]。髓内钉固定既往认为是下肢骨干部骨折的首选内固定物，它具有微创、保护骨折断端软组织血供的优势，但研究表明垂直应力持续存在，因其不能有效克服旋转应力，往往引起骨不连[12]。有研究显示骨折断端克服旋转应力，而纵向加压应力刺激，能明显加速骨折愈合过程，缩短骨折愈合时间 [13] 。接骨板内固定治疗骨折仍是目前公认的主要方式之一。
目前国内已有相关学者对组合应力活动接骨板进行研究。刘月驹等[14]设计了一种组合式应力活动接骨板，可有效克服应力遮挡作用，提高对骨折的治疗效果。李强等[15]发明专利《双层滑动型接骨板》由双层不锈钢及紧固螺钉构成，上、下两层之间可作相对滑动。刘其兴等[16]应用桥接组合式钢板应用于骨折骨折，显示其设计合理，临床效果满意。此次实验研究设计的组合式可变应力接骨板是对传统接骨板的改良，使其符合自然负重和纵向加压的条件，由连接固定板和稳定板两部分组成，骨折连接固定板末端通过滑槽套在稳定板上，固定骨折后骨折断端无间隙，组合式钢板之间有微小间隙，通过稳定板上的锁定孔将组合板锁定，从而维持稳定板和连接固定板间的间隙(具体见图1)，下肢负重后使超负荷直接作用于骨折断端间隙，减少接骨板的“应力遮挡”效应，骨折断端间隙的压应力根据负重力量的改变而改变，完全符合生物力学刺激。
此次实验通过采用骨锯构建山羊股骨骨折模型，是比较成熟的骨折愈合固定系统的造模方式，首次通过设计组合式可变应力接骨板，根据其结构设计特点，将组合式可变应力接骨板置入山羊骨折模型活体中，并与传统接骨板对股骨骨折模型进行固定对比，发现接骨板设计完全满足骨折断端持续应力刺激。郝宝辉等[17]的研究显示，应力刺激能调控成骨细胞增殖、分化及凋亡，并引起破骨细胞的变化。成骨细胞和破骨细胞的活动决定了骨形成和骨吸收，它们之间紧密相连[18]。此次实验结果显示，术后4，8周实验组成骨细胞数明显多于对照组，8周破骨细胞数明显多于对照组，12周成骨细胞及破骨细胞明显少于对照组(P < 0.05)。因实验组骨折断端持续存在应力刺激，提示实验组骨形成较对照组快，到12周时已明显以骨改建为主。
骨特异性碱性磷酸酶、骨钙素和抗酒石酸酸性磷酸酶分别是由成骨细胞和破骨细胞分泌，可作为反映它们功能的特异性指标，同时也可作为评价骨重建的特异性实验诊断指标[18]。骨特异性碱性磷酸酶是成骨细胞早期的活性指标，属于早期的成骨相关性蛋白，与骨矿化密切相关，有利于骨的矿化作用[19-20]。血骨钙素是由成骨细胞产生与分泌的，血中骨钙素水平与骨中骨钙素水平呈正相关，血中骨钙素升高可促进成骨细胞的活性，进而促使成骨细胞分泌骨形成蛋白，有利于骨形成[21]。抗酒石酸酸性磷酸酶主要来源于破骨细胞，反映骨吸收或骨破坏，是骨重建的主要指标。此次实验结果显示，术后4，8周，实验组血清中骨特异性碱性磷酸酶增高较对照组快，但到12周明显低于对照组(P < 0.05)；术后4周，实验组血清中骨钙素含量大于对照组，12周小于对照组(P < 0.05)；术后4，8周实验组抗酒石酸酸性磷酸酶活性增高较对照组快，但到12周明显低于对照组(P < 0.05)。提示骨特异性碱性磷酸酶、骨钙素由成骨细胞分泌，可反映成骨细胞的功能，以上结果进一步验证了实验组骨形成明显快于对照组；抗酒石酸酸性磷酸酶由破骨细胞分泌，可反映破骨细胞功能，提示骨吸收；证明实验组骨吸收及骨改建也明显早于对照组，12周时基本改建结束。
骨折端组织钙化，内外骨痂形成使骨折端周围的组织体积增加、骨量增加、骨密度增高，因此测定骨密度及其变化趋势，可以较直观、客观地反映骨折局部的结构特性，预测骨折的愈合趋势[22]。研究结果显示，与正常对照组相比，实验组8，12周骨折断端骨密度明显高于对照组(P < 0.05)，骨折愈合较快。研究表明，骨痂反应是骨折愈合的基本事件，而传统加压接骨板产生的强大应力遮挡效应抑制了骨痂生成反应[23] 。实验中组合式可变应力接骨板克服了骨折愈合过程中所产生的应力遮挡效应，保证了骨折断端稳定的方式上与传统接骨板的绝对坚强固定方式不同，因而对骨折愈合的机械刺激也产生了变化，最终导致骨折愈合时间的加快。通过对病理学检查结果显示：①术后8周实验组骨小梁交错成网状，骨小梁表面可见大量的成骨细胞数，同时骨小梁表面可见较多破骨细胞；而对照组骨小梁生长稀疏，厚度较窄，排列紊乱，成骨细胞多见，破骨细胞少见；②12周时实验组骨小梁排列有序，形成哈夫斯管，成骨细胞明显减少，破骨细胞少见；对照组骨小梁排列错乱，骨痂密度不均，破骨细胞多见。
综上，骨折断端合适的应力刺激、稳定的力学环境对骨折愈合具有重要的意义。此次研究设计的组合式可变应力接骨板固定较为牢固，组合式钢板之间有微小间隙存在使固定钢板的应力减少，根据“Frost力学调控理论”，骨折断端适当的应力刺激可促进骨痂生成，利于骨折愈合，此次研究设计的钢板符合骨折愈合的生物力学理论[24]。
总之，此次研究探讨两种不同接骨板内固定对实验性山羊股骨骨折愈合过程中骨组织细胞功能及骨密度的影响，组合式可变应力接骨板通过骨折断端组合钢板间的间隙产生微动，通过自身的超负荷，使骨折断端产生压应力；而持续的压应力刺激，形成了骨折断端骨愈合的稳定生物力学环镜，进而影响骨组织细胞(成骨细胞及破骨细胞)数量的变化，导致相应骨组织细胞(成骨细胞及破骨细胞)功能蛋白分泌从而促进了骨痂生成，加快骨痂的改建，促进骨折愈合。但此次研究也存在一定缺陷，应该从更深层次即成骨细胞及破骨细胞的相关基因PCR结果进一步证实此研究的理论结果。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

组合式可变应力接骨板内固定干预山羊股骨骨折断端的骨组织细胞功能及骨密度变化

Combined variable stress plate internal fixation affects changes of bone histiocyte function and bone mineral density at the fractured end of goat femur

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[1]	林清凡, 解一新, 陈婉清, 叶振忠, 陈幼芳. 人胎盘源间充质干细胞条件培养液可上调缺氧状态下BeWo细胞活力和紧密连接因子的表达[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(在线): 4970-4975.
[2]	蒲锐, 陈子扬, 袁凌燕. 不同细胞来源外泌体保护心脏的特点与效应[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(在线): 1-.
[3]	徐峰, 康辉, 魏坦军, 席金涛. 椎弓根螺钉不同固定方法治疗胸腰椎骨折的生物力学分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1313-1317.
[4]	姜勇, 罗翼, 丁永利, 周勇, 闵理, 唐凡, 张闻力, 段宏, 屠重棋. 骶骨精准切除影响骨盆稳定性的冯米斯应力特征及临床验证[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1318-1323.
[5]	张同同, 王中华, 文杰, 宋玉鑫, 刘林. 3D打印模型在颈椎肿瘤手术切除与重建中的应用[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1335-1339.
[6]	张宇, 田少奇, 曾国波, 胡川. 初次下肢全关节置换后发生心肌梗死的危险因素[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1340-1345.
[7]	韦玮, 李剑, 黄林海, 兰敏东, 卢显威, 黄绍东. 全膝或全髋关节置换后老年人首次活动时跌倒恐惧的影响因素[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1351-1355.
[8]	王金军, 邓增发, 刘康, 何智勇, 余新平, 梁建基, 李晨, 郭洲洋. 全膝关节置换静脉滴注氨甲环酸联合含氨甲环酸鸡尾酒局部应用的止血效果及安全性[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1356-1361.
[9]	肖国庆, 刘选泽, 严钰皓, 钟喜红. 后交叉韧带替代型假体全膝关节置换术后屈曲受限的影响因素[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1362-1367.
[10]	彭智浩, 冯宗权, 邹勇根, 牛国庆, 吴峰. 活动平台单髁置换后下肢力线与外侧间室骨关节炎进展的关系[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1368-1374.
[11]	黄泽晓, 杨妹, 林诗炜, 何和与. 血清n-3多不饱和脂肪酸水平与全膝关节置换早期股四头肌肌力变化的相关性[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1375-1380.
[12]	张冲, 刘志昂, 姚帅辉, 高军胜, 姜岩, 张陆. 局部应用氨甲环酸减少老年股骨颈骨折全髋关节置换后引流的安全和有效性[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1381-1386.
[13]	姚汝斌, 王仕永, 杨开舜. 微创经椎间孔椎间融合治疗单节段腰椎管狭窄症对腰椎-骨盆平衡的改善作用[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1387-1392.
[14]	王海莹, 吕冰, 李辉, 王顺义. 减压植骨融合内固定治疗退变性腰椎滑脱：基于脊柱骨盆参数预测患者的功能预后[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1393-1397.
[15]	吕振, 白金柱. 基于McKenzie技术的腰椎运动链训练应用于腰椎间孔镜术后分期康复的前瞻性研究[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1398-1403.