血肿机化期低分子肝素抗凝治疗对骨折愈合的影响

血肿机化期低分子肝素抗凝治疗对骨折愈合的影响

王佳

（天津市天津医院创伤科天津300211）

【摘要】低分子肝素对骨折愈合的影响,主要对成骨细胞和破骨细胞的影响、动物实验影像学和组织学检测、血清中骨折愈合影响因子测定等方面。血肿机化被认为是骨折修复第一步。伤后凝血系统激活,血肿形成凝血块,转化为纤维组织。期间释放出细胞因子,启动间充质干细胞促进毛细血管生成、参与骨折的愈合。若伤后早期抗凝,将会产生较大的血肿,增加软骨内化骨范围,使骨折愈合延迟。

【关键词】低分子肝素；血肿机化；骨折愈合

【中图分类号】R47【文献标识码】A【文章编号】1004-6194（2015）02-0214-02

低分子肝素作为抗凝治疗的首选,广泛用于骨科抗凝治疗中。血肿机化期被认为是骨折修复第一步，期间启动间充质干细胞促进毛细血管生成并参与骨折的愈合。

1血肿机化对骨折愈合的影响

血肿机化被认为是骨折修复的第一步。血肿的缺失可能损害或延缓骨折的愈合,完整的骨折血肿提供了一种纤维支架以便于修复细胞的迁移。受此启发,McCanlessJD[1]等针对骨折不愈合,报道了海藻酸钠/血小板释放/capo4复合体生物系统植入术后早期诱导炎症反应和提供骨爬行骨再生的支架从而促进骨折愈合的病例。提示骨折后第2天血肿内含有的成骨细胞因子,可能是其促进骨膜成骨原因,这一点也通过骨折后血肿上清液的骨诱导实验得以证实。

1.1血肿机化期骨折愈合相关细胞因子

1.1.1骨形态发生蛋白（BMPs）

BMPs是一组属于TGF-β超家族的非胶原蛋白聚糖。它们在局部合成,大部分以自分泌和旁分泌的形式发挥作用。通过人类骨折血肿源组细胞（HCs）体外实验，根据培养基的不同分别设立空白组、低强度脉冲超声波干预组（LIPUS）、BMP-7添加组、BMP-7+LIPUS组。通过对比发现，LIPUS不影响HCs的增值，但是LIPUS促进BMP-7参与下HCs向成骨细胞的分化。

1.1.2转化生长因子β（TGF-β）

转化生长因子β影响着一系列的细胞进程包括刺激间充质干细胞生长和分化,增强胶原和其他细胞外基质蛋白的合成。它也有成纤维细胞趋化因子和吸引巨噬细胞的功能。在骨折生理愈合病人早期血清中的TGF-β1明显高于对照组。而骨折血肿中TGF-β1含量高于同时期患者外周循环含量。

1.1.3活化蛋白C（APC）

1.1.4巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）

SarahrudiK[2]通过对比103例长骨骨折正常愈合患者、10例长骨骨折愈合受损患者与正常人血液样本发现,骨折血肿患者血清M-CSF水平均显著高于健康对照组。M-CSF血清浓度在整个骨折愈合观察期均升高。在骨折正常愈合和骨折愈合受损两组,未发现M-CSF血清浓度显著差异。

1.1.5血管内皮生长因子（VEGF）

血管内皮生长因子（VEGF）是血管内皮细胞特异性的肝素结合生长因子,可在体内诱导血管新生。动物实验证实长骨骨折后,血供受损,治愈能力取决于新的血管增殖能力。血管内皮生长因子（VEGF），通过体外Nrf2通路激活，防止成骨细胞氧化损伤，促进骨折愈合。旁分泌通过VEGF等的参与在机械负荷之下的人类早期骨折血肿血管生成中发挥作用，体外研究,证实旁分泌通过血管生成因子等的参与在机械负荷之下的人类早期骨折血肿血管生成中发挥作用。

1.2血肿机化期免疫细胞亚群分布

HoffP[3]发现免疫细胞通过血管生长因子、趋化因子和促炎性因子的表达而适应骨折后的局部缺氧,从而诱导骨折愈合的初始炎症阶段。在骨折血肿中调节性T辅助细胞和抗炎细胞因子表达上调（IL-10）和血管内皮生长因子表达上调一致在再生骨血肿，但不是在软组织血肿。表明炎症和血管重建在骨折愈合过程中相互依存。白细胞除了在防御病原体方面的举足轻重的作用,也参与骨折愈合是发起及炎症反应。白细胞浸润的骨折血肿,并产生多种生长分化因子骨折愈合。免疫系统受损影响骨折愈合模型的组织学表现：①成骨分化不正常（SPP1正常,但Runx2的表达减少）；②表现出强烈的炎症反应（高IL8和CXCR4）；③局部缺氧反应（缺氧诱导因子-1α高表达）但目标基因反应不足（LDHA和PGK1表达减少）。这影响了炎症早期骨折的正常愈合进程。TobenD[4]等通过对比小鼠骨折闭合性骨折模型（WT）和重组激活基因1（RAG1基因敲除（-/-））模型骨折愈合情况在微型计算机断层扫描（CTμ）、组织学、生物力学测试和mRNA表达上的不同。发现RAG1增强骨折愈合的一个意想不到的表型（-/-）。认为小鼠淋巴细胞可能对骨折愈合有不利影响。

1.3血肿机化期间充质干细胞对骨折愈合影响

在骨折6-72h血肿内,具有调节间充质干细胞定向分化为成骨细胞能力的转录因子RUNX2,以及成骨细胞分化晚期标记基因SPP1表达明显增加。通过研究发现细胞的募集，迁移和归巢是必不可少的骨折部位的炎症过程，参与新生血管软骨和骨细胞的形成。间充质干细胞（MSCs）可以从骨膜及局部骨髓，也可以从血循环中和遥远的骨髓甚至周围肌肉组织中招募。血肿是分化软骨细胞的来源。骨折后,从血肿的形成和炎症级联反应,调节骨髓间充质干细胞活性,导致骨折愈合和骨骼完整性的重建。血肿内间充质干细胞来源于两部分：一是骨折过程中损伤破坏的骨髓及骨膜；二是炎性反应期释放的促炎性细胞因子或生长因子对循环血中干细胞的趋化作用。细胞的募集、迁移和归巢是骨折部位愈合必不可少的炎症过程,并参与新生血管形成,软骨细胞与骨细胞的增殖、骨重塑。

2低分子肝素抗凝治疗对骨折愈合的影响

2.1低分子肝素对骨折愈合相关因子的影响

肝素被认为是一种能和骨形态发生蛋白（MBP）结合的糖胺聚糖，它能影响BMP的成骨活性。

转化生长因子β（TGF-β）影响着一系列的细胞进程包括刺激间充质干细胞生长和分化,增强胶原和其他细胞外基质蛋白的合成，参与骨折愈合过程。活化蛋白C（APC）存在于骨折血肿中,参与骨折愈合。蛋白C抑制剂（PCI）容易抑制活化蛋白（APC）。而肝素类药物能加速这种反应。

血管内皮生长因子（VEGF）可在体内诱导血管新生。低分子肝素衍生物（lht7）在体内与牛磺胆酸（TA）共轭体，是一种有效的抗血管生成剂，被证明能阻碍的血管内皮生长因子（VEGF）发生作用。

2.2低分子肝素对间充质干细胞的影响

比较磺达肝素（FDP）和亭扎肝素（TZP）对创伤患者骨小梁中体外分离出的骨髓间充值干细胞（MSC）的影响，发现亭扎肝素（TZP）抑制MSC的增殖，而磺达肝素（FDP）没有此作用。

2.3低分子肝素对骨折愈合的影响

DemirtasA[5]采用13周龄雄性SD大鼠,造成股骨闭合骨折模型,分为依诺肝素组、磺达肝癸组、利伐沙班组和对照组。21天后进行影像学和组织学评价，发现各组与对照组相比：放射学、组织学和生物力学指标差异均无统计学意义,认为该剂量的低分子肝素不影响骨折愈合的结论。

3小结：

伤后早期使用低分子肝素抗凝,直接影响凝血系统以及血肿的正常形成,干扰间充质干细胞定向分化软骨细胞和成骨细胞,进一步影响到破骨细胞和成骨细胞的增殖,从而影响骨折的愈合。

参考文献:

[1]McCanlessJD.Hematoma-inspiredalginate/plateletreleasate/CaPO4composite:initiationoftheinflammatory-mediatedresponseassociatedwithfracturerepairinvitroandexvivoinjectiondelivery[J].JMaterSciMaterMed.2012,23(8):1971-81.

[2]SarahrudiK,.Elevatedtransforminggrowthfactor-beta1(TGF-β1)levelsinhumanfracturehealing[J].Injury.2013,42(8):833-7.

[3]HoffP.Humanimmunecells'behaviorandsurvivalunderbioenergeticallyrestrictedconditionsinaninvitrofracturehematomamodel[J].CellMolImmunol.2013,10(2):151-8.

[4]TobenD,.Fracturehealingisacceleratedintheabsenceoftheadaptiveimmunesystem[J].JBoneMinerRes.2013,26(1):113-24.

[5]DemirtasA,.InvestigationoftheeffectsofEnoxaparin,Fondaparinux,andRivaroxabanusedinthromboembolismprophylaxisonfracturehealinginrats[J].Europeanreviewformedicalandpharmacologicalsciences,2013,17(14):1850-1856.