骨折自然愈合过程中骨痂内羟磷灰石类矿物结晶程度的临床实验观察分析研究
张伟
【摘要】目的 通过对骨质中无机盐是以羟磷灰石的晶质及非晶质形式存在的情况探讨，分析其在骨形成时羟磷灰石逐渐由非晶质转变为晶质的过程。方法 对骨折自然愈合骨痂的红外吸收光谱及Ⅹ射线衍射情况进行临床具体分析。结果 骨痂内羟磷灰石结晶开始于骨折后第13天，而基本接近正常结晶时是在第3周末，与骨形成时结晶过程基本一致。结论 骨质中除羟基外尚含有一定量的CO3-2基，我们认为以称为羟碳磷灰石为宜。
【关键词】骨痂羟磷灰石;羟磷灰石;结晶性、非晶质;骨折;骨痂
【中图分类号】R683 【文献标识码】A 【文章编号】ISSN.2095.6681.2019.32..02
骨质是由有机质及无机盐组成，其中无机盐是以羟磷灰石晶质与非晶质形式存在的。羟磷灰石在成骨过程中逐步由非晶质转变为晶质[1]，最终非晶质与晶质之比平衡于1：2。我们对家兔实验性骨折自然愈合过程中，骨痂内羟磷灰石结晶过程、程度以及同愈合时间的关系进行了初步探讨[2]。
1 资料与方法
（1）家兔骨折模型的制作
实验动物麻醉后，在无菌操作下将双前肢桡骨中1/3作成3mm的骨缺损骨折，分别于术后第7、11、13、14、15、16、17、21、35天处死并取双侧桡骨，除去骨外软组织，置恒温干燥箱中60。C一周，以除去水分。在显微镜下取出骨折间的新生骨痂，放置在密封器皿中送检。
（2）分析样品的制备
将样品置于5%的氢氧化钠溶液中浸泡24小时，以除去脂肪。正常骨质则取自相应部分的骨皮质，浸泡于29%的过氧化氢溶液中72小时，以尽量除去骨痂中的有机质，待其自然干燥后进行分析。
（3）方法和仪器
红外吸收光谱分析系在Pekin-Elmer62一型红外光谱分析仪上，以溴化钾压片法进行。Ⅹ射线粉晶分析系采用铁靶，不加滤片，电压为35 kV、电流为10 mA，相机直径为57.3 mm，曝光时间为4小时。
2 结 果
（1）红外吸收光谱分析。通过对家免原骨各种阵灰石及免骨红外吸收光谱，与各种磷灰石的吸收光谱相比较，可以看到家免正常骨质中无机盐主要为羟磷灰石，而羟磷灰石的少量羟基可能为CO3-2所置换。
（2）骨折愈合过程中各时期的红外吸收光谱
反映有机质存在的吸收带，其强度I1于骨折后第7天时为最大，且随时间的增加而逐渐变小;代表羟磷灰石的吸收带U2和U3强度的I2和I3随时间的增加逐渐增大;I1/I2和I1/I3比值则随愈合时间的增长逐渐降低。因而I1/I2和I1/I3似可以代表骨痂中有机质（胶原）与羟磷灰石含量的相对比值。这一比值在第3周内发生了较快的变化，而第21天时已与正常骨的相应值基本接近。由此可见，在家兔实验性骨折自然愈合过程中，当胶原的分泌达一定程度后，在胶原中出现羟磷灰石的结晶，即为骨痂的“钙化”，并在愈合的第14～21天间发生剧变，而后使骨痂成分逐渐接近于正常骨质。
（3）Ⅹ射线粉晶照相分析
家兔正常骨质及骨折愈合各时期的骨痂无机盐均系羟磷灰石，并带有少量的CO3-2。此羟磷灰石明显的开始结晶时间是在骨折后第13天左右。从Ⅹ射线粉晶照相中所显示的环形线条数量和清晰度，即可确定其结晶性质及结品程度。
3 讨 论
（1）家免实验性骨折自然愈合过程中骨痂内有机质（胶原）与羟磷灰石的变化关系。在家免骨痂的红外吸收光谱中，代表有机质（胶原）吸收带（1601～1650cm-1）的吸收峰，是在骨折愈合的第7天時显值最大，以后则逐渐下降，到第21天时已接近于正常骨质。这说明在骨折后1周内胶原已产生于骨折断端间隙的组织中，并有较高的含量[3]。结合组织形态学观察，在此期间，由软组织而来的成纤维细胞及骨内外膜成骨细胞，骨断端及其附近的哈佛氏管、孚克曼管道细胞均增殖活跃。而基质的产生多来自这些细胞，特别是成纤维细胞在增殖过程前后，均可分泌胶原。在骨折后第3天时成纤维细胞即可产生胶原的结论相一致。
（2）以羟磷灰石结晶程度作为骨折愈合“钙化”标志的设想。从骨痂Ⅹ射线粉晶照相分析资料中，可看到羟磷灰石结晶程度的变化过程。在术后第7天的衍射中，虽然没有发现明显的衍射线条，但不能排除有羟磷灰石晶体的析出。在术后第11天，特别是第13天及共后每天的样品中，均可见到羟磷灰石的行射线条，并随时间的延长而增加。前射线条由少增多，由宽变、黑度亦有增加，表明骨痂内羟灰石晶体成分还新增加，晶程度不断提高[4]。羟硝灰石结晶在术后第13天时已很明显，到第3周时其衛射相与正常骨质极相接近，表明此时的骨中羟磷灰石结晶程度已接近正常骨质。此结果与红外吸收光譜所得结果基本一致，从而可见骨痂的钙化过程，可能就是羟磷灰石结晶的过程。
（3）关于骨质内磷灰石性质的向题。一般文献报道中对骨内矿物质成分均称为羟磷灰石。两组实验根据本组分析可见骨质中除羟基外尚含有一定量的CO3-2基，所以，我们认为以称为羟磷灰石为宜，其含量尚有待于进一步深入研究。
参考文献
[1] 彭文世，刘高魁.《矿物红外光谱图集》，北京：科学出版社，1982年.
[2] 汤雪明.《实验性骨折愈合的超微结构》，《中华医学杂志》，1980年12月.
[3] 李多，等.《中西医结合治疗骨筋膜室综合征32例报告》，《川北医学院学报》，2002年6月.
[4] 裘法祖主编：《外科学》，人民卫生出版社，北京，1992年.
本文编辑：李 豆
