体外冲击波联合中草药刺激骨不连间隙骨痂形成机制的实验研究

体外冲击波联合中草药刺激骨不连间隙骨痂形成机制的实验研究

来文兵李宏宇（通讯作者）

来文兵李宏宇（通讯作者）

（广西壮族自治区人民医院骨科广西南宁530021）

【摘要】目的:探讨体外冲击波联合中草药刺激兔骨不连间隙骨痂形成的机制。方法:选用标准实验新西兰大白兔66只，无菌条件下制作兔桡骨骨不连模型，随机分为A、B、C、D四组。A组为体外冲击波联合接骨仙桃草治疗组；B组为单纯接骨仙桃草治疗组；C组为单纯体外冲击波治疗组；D组为完全对照组，于治疗前后观察和比较各组骨痂生成量，并作统计学分析。结果:冲击波及治疗前后各时间段骨不连区骨痂生成量：A组及C组各时间点与治疗前相比较有统计学意义（P<0.05）；A组与对照组各时间段比较有显著性差异(P<0.01)；A组与C组第2、4、6、8周比较有差异(P<0.05)；B组与对照组各时间段无统计学意义（p﹥0.05）。结论:仙桃草可以在体外冲击波治疗骨不连后的早期就能起到促进骨折愈合的作用,为非手术治疗骨不连提供了一种良好的协同方法。

【关键词】体外冲击波仙桃草骨不连骨痂形成

【中图分类号】R68【文献标识码】A【文章编号】1672-5085（2013）46-0270-03

【Abstract】Objective：ToexplorethecallusformationmechanismofextracorporealshockwavecombinewithChineseherbalmedicineonrabbitbonenonunionclearance.METHODS:66standardexperimentNewZealandwhiterabbitswerechosen,therabbitmodelsofradialbonenonunionweremadeunderasepticconditionsthatwererandomlypidedintoA,B,C,Dfourgroups.GroupAwastreatedbyextracorporealshockwavecombinewithChineseherbalmedicine;GroupBwastreatedbyboneVeronicaperegrinaL；GroupCwastreatedbyextracorporealshockwave;GroupDwascontrol.Observeandcomparethegenerationbonecallusofeachgroupbeforeandafterthetreatment,andstatisticalanalysis.RESULTS：Thegenerationbonecallusofbonenonuniontreatedbyextracorporealshockwaveandbeforeandafterthetreatmenteachtimepoint:GroupAandgroupCeachtimepointcomparedwithbeforetreatmentwasstatisticallysignificant.（P<0.05）;GroupAeachtimepointcomparedwithcontrolgroupwasstatisticallysignificant(P<0.01);GroupAcomparedwithgroupCwasstatisticallysignificantin2,4,6,8weeks（P<0.05）;GroupBeachtimepointcomparedwithcontrolgroupwithoutstatisticalsignificance.（p﹥0.05）.CONCLUSION:VeronicaperegrinaLcanacceleratefracturehealingafterbonenonuniontreatedbyextracorporealshockwaveintheearlytimethatprovidesagoodmethodfortheon-surgicaltreatmentofbonenonunion.

骨不连（nonunion）一直是骨科临床治疗的难题。骨折正常愈合过程终止称为骨不连。目前尽管在创伤领域治疗水平有了长足的进步，但如今因为高能量损伤增多，伤情复杂，骨折不愈合时有发生。由于单纯保守治疗效果差，而单纯再次手术治疗虽能使部分骨折愈合，但既增加病人痛苦，又增加病人经济负担。在20世纪90年代研究发现体外冲击波（extracorporealshockwave,ESW）有刺激成骨生成的作用，在治疗骨折、骨不连方面均有较好的疗效[1]。如今体外冲击波对骨组织的作用已经在临床及实验中得到了证实[2]。近年来许多学者在运用中西医结合的治疗手段方面也做了大量探索，取得了一定的进步，显示出中医药的治疗优势，本实验旨在通过动物实验研究，希望能够为临床探索出一种加快患者康复、降低医疗费用、临床疗效确切，易于开展、推广、应用的新方法。

1.材料与方法

1.1材料

选用标准实验新西兰大白兔64只（广西医科大学动物中心提供），体重3.0-3.5kg，兔龄5-6个月，雌雄不拘。将实验动物自由饮水，标准饲料喂养一周后，无菌条件下制作兔桡骨骨不连模型。采用随机对照试验的设计原则分为A、B、C、D四组。A组为体外冲击波联合接骨仙桃草治疗组；B组为单纯接骨仙桃草治疗组；C组为单纯体外冲击波治疗组；D组为完全对照组。A、B、C、D组各16只兔子。

1.2方法

1.2.1骨不连模型制作：将质量百分比为10%的水合氯醛按2ml/kg作兔耳缘静脉麻醉，于无菌操作下截除右侧桡骨中段1cm，将骨碎屑冲洗干净，缝合伤口。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

1.2.2.1体外冲击波治疗兔骨不连：本实验A组和C组动物骨不连断端均采用麻醉下（方法同前）采用德国多尼尔小王子体外冲击波碎石机，采用冲击波焦点能量为0.5mj/mm2，频率为70-80次/min，冲击量为800次，焦点聚焦范围为1.5cm2，在透视下调整冲击焦点，分别对骨折远、近端边缘进行冲击。整个体外冲击波处理过程中需良好固定兔子。治疗后放回笼中自由活动。

1.2.2.2中草药仙桃草治疗兔骨不连：以带虫瘿果实的全草入药，将其磨成粉剂加入到精饲料中备用。A组和B组给中草药接骨仙桃草，两组从A组体外冲击波治疗后第1天起，用药组每日每只家兔给含药精饲料60g，含生药1g。C、D组给等量精饲料。

1.2.3X线片检查：采用数码成像X线机分别于治疗前及治疗后2周、4周、6周、8周、12周摄X线片（定专人摄片及读片），观察骨不连区的外形、密度及骨小梁变化；所得X线片子，在计算机上精确测量治疗前后骨折间隙的平均宽度，多点测量取平均值。骨痂量计算：根据Perkins的公式计算骨痂生成量，将骨痂形态近似看成一个圆柱体进行定量：骨痂生成量=2πr1(r2-r1)L。其中r1为骨质的半径，r2为r1加骨痂后的半径，L为骨痂的长度。

1.2.4统计学分析：所有数据由第一作者采用SPSS17.0软件处理完成。各组数据均以均数±标准差(x-±S)表示，所得资料组内的进行析因方差分析，组间采用单因素方差分析，有差异的两两比较用q检验。检验标准：设定P<0.05为差异有统计学意义。

2.结果

2.1实验动物数量分析

A组中有1例因意外死亡，C组中有2只因感染死亡，予剔除，其余纳入实验动物数量分析。

2.2一般情况及结果

冲击波治疗及喂药48h后见各组动物在笼中能继续自由活动，正常进食，A组冲击波治疗处局部软组织轻微肿胀、皮肤可见少量大小不等的点状淤血点；C组冲击波治疗处局部软组织明显肿胀，有大片的淤血斑块，有2例因感染死亡。

2.3X线片表现

X线表现：A组2周后骨折端有模糊的骨痂影出现，4周后可见骨折间隙缩小、密度增高呈云雾状。6～8周骨痂逐渐增多，密度较高，但骨纹理较乱(见图2)。12周骨痂较致密，外形趋于正常骨纹理有规律的纵向排列，髓腔已通(见图3)；C组4周时可见骨痂影，骨不连区间隙缩小，6周骨痂明显增多，骨痂影凌乱（见图5），8周骨痂密度高，骨痂影呈梭形，可见骨小梁，12周骨痂密度进一步增高，骨小梁增多，排列较规律(见图6)。而B、D两组骨折间隙仍在，骨折端仍为硬化骨，各时间段无明显变化。

注：图1为A组治疗前X；图2为A组治疗后6周X；图3为A组治疗后12周X。

图4为C组治疗前X；图5为C组治疗后6周X；图6为C组治疗后12周X。

2.4冲击波及给药前后各时间段各组骨不连区骨痂生成情况（表一）

表一冲击波及给药前后各时间段各组骨不连区骨痂形成量（mm3）

组内比较：A组及C组各时间点与治疗前相比较有统计学意义（P<0.05）；B组和D组则无统计学意义（p﹥0.05）。

组间比较：A组与对照组各时间段比较有显著性差异(P<0.01)；A组与B组各时间段比较有显著性差异(P<0.01)；A组与C组第2、4、6、8周比较有差异(P<0.05)；B组与C组第2，4，6，8、12周比较有显著性差异(P<0.05)；B组与D组各时间段无统计学意义（p﹥0.05）。

3.讨论

3.1冲击波治疗骨不连的机制

体外冲击波治疗骨不连是通过冲击波的机械应力效应,使骨折两端的硬化骨和正常骨组织之间产生能量梯度差及扭转力,并且使硬化骨过多的吸收能量而分解[3]。冲击波产生的压电效应，改变了骨折部位的电位,活化了细胞,从而促进骨痂生成，同时冲击波使骨不连断端产生了大量的微骨片,而且不影响周围软组织和骨膜的完整性,从而使骨不连两端的碎骨片向中间移位，导致骨不连间隙变窄[4]。这种改变不仅可以形成新的血肿，而且可以引起无菌性炎症反应，从而激活了骨不连愈合的生物学状态,促进了骨不连的愈合。体外冲击波具有非侵入性、单次治疗、并发症少等特点，目前，一些资料研究显示[5]，EWST不仅能促进成骨细胞的增殖和分化，也能加速使软骨转化为成熟骨组织，临床上使用冲击波对骨不连患者的治疗，其成功率为60%-90%[6]。本实验证实了体外冲击波对治疗骨不连的疗效确切。

3.2中草药仙桃草的药理作用

在中医古代文献中，对于骨不连有许多的描述。《灵枢?本脏》云：“血和则经脉流行，营复阴阳，筋骨强劲，关节清利矣。”说明筋骨功能的恢复完全倚赖血的濡养。外伤多处出血，气血虚弱，筋骨得不到气血温煦及濡养，故滋生骨骼的速度较慢；多处粉碎性骨折，血液供应严重破坏，整复对位欠佳，断端接触不紧密，导致骨不连。局部骨骼的损伤，气滞血瘀，壅阻络脉，局部肿痛。清代陈士铎言：“盖打仆跌，必有恶血留内，血不活则瘀不去，瘀不去则骨不能接。”明确指出了骨折的延迟愈合与瘀血内阻有密切联系。名老中医郭维淮[7]将骨不连分为血瘀气滞型、气虚血瘀型、肝肾不足型、固定不当型，他认为气虚气滞是骨不连的主要原因.祖国医学治疗骨折已有数千年历史，积累了丰富的实践经验。中医认为中草药在促进骨折愈合方面有独特的优势，通过内服或外用药物有续筋接骨、活血化瘀、消肿止痛的效果，可以达到加速骨折愈合的作用。

仙桃草（VeronicaperegrinaL）又名接骨仙桃、接骨草，广西民间称之为水肿草，该品有活血化瘀之功，善治跌打损伤，故有“接骨”诸称。其化学成份主要有[8]：全草含木犀草素（luteolin），金圣草素（chrysoeriol），原儿茶酸（protocatechuicacid），香草酸（vanillicacid），甘露醇（mannitol）。在治疗外科骨折、跌打损伤中效果十分显著。仙桃草之名最早见于《本草纲目拾遗》,《全国中草药汇编》记载仙桃草主治：活血，止血，消肿，止痛。《中华本草》记载仙桃草有化瘀止血、清热消肿、止痛等功效，主治跌打损伤。仙桃草被收载入1977版中国药典，以带虫瘿果实的全草入药，味甘苦，性温，可以活血、止血、消肿、止痛，用于跌打损伤、瘀血肿痛等。杨彦君[9]等动物实验中证实仙桃草具有续筋接骨，活血化瘀，能促进骨痂生长。呂奉清[10]利用交锁髓内钉联合鹿瓜多肽跳骨片治疗桡骨多段骨折的临床观察中，阐明仙桃草具有活跃细胞生长，促进了骨痂生成。仙桃草价格低廉,药用价值高,对该药开发利用的市场前景十分可观[11],亦是当今中医药研究的主要方向。本实验单纯喂仙桃草组骨不连区骨折两端仍为硬化骨，骨折间隙仍在,说明单独用仙桃草治疗骨不连没有明显的优势。

3.3体外冲击波联合中草药治疗骨不连的机制

冲击波可造成骨不连两端微骨折、出血并形成血肿，即所谓二次损伤现象[12]，从而激活成骨过程，起到重新启动骨不连愈合过程的作用。仙桃草具有活血化瘀，止血消肿，改善微循,促进骨痂生成的功效，两者相互作用，使冲击波治疗后早期就能有力的促进骨不连的快速愈合；本实验从X线片上反应出A组较单纯冲击波组在治疗早期骨痂生成量上有明显统计学意义，两者作用相得益彰，将对临床治疗骨不连具有重要的意义。

参考文献

[1]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

[2]刑星,冯培.体外冲击波治疗骨折延迟愈合及骨不连：动物实验及临床病例随访[J].中国工程研究与临床康复,2010,14(9):1625-1628

[3]程俊华,周忠.冲击波促进骨折愈合原理及其临床研究[J].中国矫形外科杂志,2012,20（22）:2051-2053

[4]赵俊伟,赵伟华,黄传文.体外冲击波结合局部注射金葡液治疗兔骨不连的实验研究[J].医药前沿,2012,4:36-37

[5]WangCJ，YangKD，WangFS，eta1．Shockwavetreatmentshowsdose-dependentenhancementofbonemassandbonestrengthafterfractureofthefemur．Bone，2004，34：225．230．

[6]吴作陪,孙贵新.骨不连治疗的研究与技术应用进展[J].中国组织工程研究,2013,17（35）:6333-6338

[7]郭艳辛,名老中医郭维淮治疗骨不连的经念[J].中医正骨,1997,9(4):20

[8]宋光伟,刑茂,王伟,等.HPLC法测定仙桃草中木犀草素的含量[J].中国药房,2009,20(15):1166-1167

[9]杨彦君,熊屹,程志刚,等.苗药九仙罗汉接骨汤干预胫骨干骨折不同时相点的X射线比较[J].中国组织工程研究.2012,16(50):9311-9315

[10]呂奉清.交锁髓内钉联合鹿瓜多肽跳骨片治疗桡骨多段骨折的临床观察[J].中国中医骨伤科杂志.2011,19(1):49

[11]林峰.仙桃草的显微鉴别[J].海峡药学,2001,13（2）:44～45.

[12]CacchioA,GiordanoL,ColafarinaO,etal.Extracorporealshock-wavetherapycomparedwithsurgeryforhypertrophiclong-bonenonunions[J].JBoneJointSurgAm,2009,91(11):2589～2597.

基金项目：

1.2012年广西卫生厅中医药科技专项面上普通课题：中草药仙桃草、体外冲击波联合治疗骨不连的实验研究（合同号：GZPT1242）。

2.2011年广西医疗卫生重点科研项目：体外冲击波治疗四肢骨折内固定术后骨不连（合同号：桂卫重2011120）。

3.2012年度广西教育厅研究生教育创新计划项目：中草药仙桃草、体外冲击波联合治疗骨不连的实验研究(项目编号：YCSZ2012048)。