探秘比格犬股骨头微血管分布:解锁骨科疾病诊疗新密码

【字体: 时间:2025年02月19日 来源:Journal of Orthopaedic Surgery and Research 2.8

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  为解决股骨头微血管分布区域差异不明等问题,大连医科大学研究人员开展比格犬股骨头微血管分布研究。结果发现其分布规律及相关关联,该研究为诊疗 ONFH 等疾病提供依据,强烈推荐科研读者一读。

  
在骨科医学领域,股骨头的健康一直是专家们重点关注的对象。要知道,股骨头就像身体的一个 “小太阳”,它内部充足的微血管灌注对于维持关节软骨和骨骼的结构完整与功能起着至关重要的作用。股骨头的主要血液供应来自于支持带动脉(retinacular arteries),这些动脉大多起源于旋股内侧动脉(MCFA),旋股外侧动脉(LCFA)也会来 “帮一把手”,偶尔闭孔动脉也会参与其中 。这些动脉分支成小的骨内骺血管,滋养着股骨头的各个部位。同时,股骨头凹动脉(foveal artery)也为股骨头的血管化贡献不少力量。

然而,这个看似坚固的 “小太阳” 却很容易受到伤害。一旦股骨头内的微血管网络遭到破坏,尤其是在软骨下区域,麻烦就大了。非创伤性股骨头坏死(ONFH)的发病就和它密切相关,最终可能导致股骨头塌陷,患者会承受巨大的痛苦。同样,Legg-Calve-Perthes 病(LCP)也会影响人类和犬类的股骨头健康,导致缺血性坏死和股骨头塌陷,对于孩子们来说,这简直是一场噩梦。而且,软骨下微血管不足还可能引发股骨头病理性骨折(SIFFH),这也凸显了微血管健康对于维持股骨头完整性的重要性。

尽管大家都知道微血管健康很重要,但目前还没有研究对股骨头骨软骨部分的微血管密度和分布的区域差异进行比较。这就好比我们知道一个城市很重要,但却不清楚这个城市里各个区域的交通流量分布情况,这对于优化与微循环相关的骨软骨疾病的治疗技术来说是个很大的阻碍。为了解开这些谜团,大连医科大学的研究人员在《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》期刊上发表了一篇名为 “Regional distribution of microvasculature within the canine femoral head: a study of plastinated tissue histology and 3D reconstruction” 的论文。他们通过研究,揭示了很多关于股骨头微血管分布的秘密,这对于诊断和治疗相关疾病有着重要的意义。

研究人员为了开展这项研究,用了不少厉害的技术方法。他们先挑选了 11 只新鲜的比格犬尸体(5 只雄性,6 只雌性),这些比格犬之前在大学的外科技能实验室用于医学教学。研究人员给这些比格犬的腹主动脉注入了不透射线的彩色硅,接着用微计算机断层扫描(Micro-CT)进行成像,再利用 Avizo 软件进行 3D 建模。之后,他们采用 EXAKT 非脱钙塑化硬组织技术对股骨近端进行处理,并用 Bioquant Osteo 系统和 FIJI ImageJ 进行半自动化组织形态计量分析,这样就能准确地测量和分析各种参数啦。

下面我们来看看研究都有哪些重要的发现:

  1. Micro-CT 3D 重建分析:研究人员通过 Micro-CT 3D 重建发现,骨外血管通过营养孔和皮质孔隙进入股骨颈和头颈交界处,然后在松质骨内进一步分支。主要的骨内支持带动脉分支在骺线处相互吻合,形成一个动脉环。从这个动脉环又伸出小的骺分支,为整个股骨头提供血液。这就像城市里的主干道和支路相互连通,为各个区域输送物资一样。
  2. 组织形态学分析:Masson 三色染色让研究人员看到了股骨头内不同结构的颜色,骨头和韧带染成蓝色,微血管和肌肉纤维是红色,骨髓是黄色,软骨呈透明状带着蓝色轮廓,软骨细胞核是红色,黑色的则是硅树脂。在未染色的塑化硬组织切片中,他们还发现小梁内有很多微血管管道,这些管道和密质骨中的 Volkmann 管很像,而且在股骨头的皮质下区域比中心区域更多。它们汇聚到软骨下密质骨,融入 Haversian 系统,为关节软骨提供血液。同时,在股骨头的皮质下、皮质和软骨下区域都有丰富的毛细血管网络,这些毛细血管直径很小,能穿透软骨下骨到达关节软骨底部,为软骨提供营养。
  3. 组织形态计量分析:研究人员对各项参数进行分析后发现,雄性和雌性比格犬股骨头的骨组织形态计量和血管密度没有显著差异。在相关性方面,骨表面和小梁间距之间有中度正相关,这意味着它们之间存在一种平衡的关系;皮质面积、内皮质面积、组织面积和平均皮质宽度之间有很强的正相关,说明它们相互依存,共同维持着骨骼的强度;而软骨密度和骨的静止表面之间有中度负相关,这和股骨头坏死等疾病有着一定的联系。在区域差异上,中心区的血管直径和长度密度更大,而皮质下区的血管密度更高,股骨头中间部分的皮质下血管密度最高,中心区的中间部分血管密度最低。另外,股骨头中间部分的软骨厚度最大,然后是下部和上部。

从研究结论和讨论部分来看,这次的研究成果意义非凡。比格犬和人类在骨骼微观结构和血管模式上有很多相似之处,所以比格犬是骨科研究的理想动物模型。这次研究揭示了比格犬股骨头微血管的分布情况,发现中心区就像一条 “交通要道”,是主要骨内血管供应皮质下区(包括薄皮质和关节软骨)的通道。而且,研究还发现了血管分布和力学负荷、营养需求之间的联系,比如股骨头中间部分血管密度高,和这里承受的最大应力以及软骨厚度有关。虽然研究存在一些局限性,比如样本量小,只关注了年轻健康的比格犬,没有考虑年龄和疾病相关的血管变化,而且研究方法比较耗时耗钱,也没有考虑左右侧和生物力学的影响。但总体来说,这次研究为正常骨内微血管和骨指标建立了基线数据,就像给医生们提供了一本 “健康手册”,帮助他们更好地诊断和治疗骨软骨疾病,也为未来的研究指明了方向。相信在未来,随着研究的不断深入,我们对股骨头疾病的认识会越来越深刻,治疗方法也会越来越有效,让更多的患者免受病痛的折磨。

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