骨膜在牵拉成骨过程中作用的研究进展

陆有文

【摘要】骨膜是一层坚硬的结缔组织，覆盖在除关节外的骨表面，其外层富含非常紧密的胶原纤维、血管和神经，内层为成形层，胶原纤维较为粗糙，含有细胞。生长中的骨膜具有造骨细胞的功能，可参与骨的生长、增生和修复。本文将对骨膜在牵张成骨过程中骨膜的研究展开综述。

【关键词】骨膜；牵张成骨；结缔组织；生长

【中图分类号】R318 【文献标识码】A 【文章编号】2095-6851（2017）07--02

牵张成骨是一种为了延长骨骼的内源性骨组织工程技术，通过将骨骼切开，在骨骼断端侧安放牵张器，对骨间隙不断缓慢牵张使其增宽以激发机体组织的再生能力，并使骨骼周围的肌肉、神经、血管和皮肤同时延长和生长，达到延长骨骼、修复骨缺损的目的，主要适用于上下颌骨各种类型的发育不全、畸形、骨缺损和骨缺失畸形[1-2]。在骨骼的生长过程中主要是膜内成骨，骨膜中含有成骨细胞、骨髓间质干细胞（MSCs）、微血管及各种生长因子，为牵张成骨中新骨的生长提供必要细胞和营养支持，因此在牵拉成骨过程中骨膜起着不可或缺的作用[3-4]，本文将对牵张成骨过程中骨膜的作用机制及其影响因素进行综述，结果如下：

1.骨膜的牵张成骨作用

1.1 骨外膜成骨方式

骨膜成骨的方式一般有软骨内成骨和膜内成骨两种方式，软骨内成骨主要是长骨的成骨方式，在颅面骨、骨形成及改建过程主要是膜内成骨。软骨成骨的过程比较复杂，其形成是胚胎时期的软骨基质被骨组织代替的过程，首先软骨细胞增殖、肥大并死亡，其细胞外基质逐渐被血管、破骨细胞、骨髓细胞、成骨细胞代替，由系统性因子和局部分泌因子共同调控[5-7]。膜内成骨相较于软骨成骨的过程比较简单，主要是由MSCs直接分化为成骨细胞[8]。

在对小鼠进行骨牵拉成骨实验中，将小鼠分为实验室和对照组，对照组完整保存骨膜，而实验组的小鼠骨膜被剥离，结果对照组的新骨生成量明显高于实验组，说明骨膜在成骨过程中具有非常重要的作用[8]。在兔骨牵张成骨中将兔分两组，分别予以剥离骨膜、不剥离骨膜单纯牵张，结果牵张一段时间后不剥离骨膜组的骨间隙内新骨含量明显高于剥离股模组[9]。另外将剥离胫骨牵拉端周围1cm的骨膜小兔分为两组，实验组分离对侧的胫骨骨膜分离骨膜细胞，并将骨膜细胞培养后注入牵张间隙内，对照组则不予以注射骨膜细胞，结果实验组的胫骨间隙内骨质生成量多于对照组，骨愈合时间短于对照组[10]，以上研究骨膜可有效的促进牵张成骨中的骨质生成，并可缩短骨的愈合时间[12]。

1.2 骨外膜的营养和引导作用

骨膜外层中含有丰富的血管和神经，为新血管的形成提供基础，丰富的血管和神经为成骨提供营养和感觉，因此新骨的生成是一个高度血管依赖的过程[13]。在大鼠的牵拉成骨实验中，使用扫描电镜观察牵拉区的胫骨骨髓内血管和骨膜血管，发现其血管的生成均增加，且骨膜血管的生成多于骨髓内血管。另外骨外膜具有膜性的结构，可阻挡纤维细胞、脂肪细胞在牵张间隙聚集，还可避免骨质在愈合过程中前拉端软组织的嵌入，促进潜能细胞的进入和增殖。

2.骨膜牵拉成骨过程中影响成骨的因素

2.1 截骨方式

骨膜在牵拉成骨过程中可受到多种因素的影响。牵拉成骨要求低能量截骨，截骨过程中尽量使用骨凿和旋转截骨术进行皮质截骨，以最大限度的保护骨内膜的血流供应，促进成骨的声场，而高能量截骨产生的热效应影响截骨平面的骨细胞和周围组织的坏死，对骨的生长造成影响。

2.2 机械牵张应力

截骨断端的牵拉效应会使骨膜受到相应的张力，因此牵张力的大小、速度和频率均会对成骨造成影响，在临床进行牵拉成骨过程中，截骨后需要对截骨端进行加压，以保证骨膜端的充分接触，促进骨膜的愈合，促进成骨的生成。在兔下颌骨牵张成骨实验中，将自制的骨膜期分别固定在3只兔子的双侧下颌骨表面，对左侧进行骨膜牵张，右侧不予以牵张，在牵张过程中处死所有动物，对其标准进行X线和组织学检查，结果经组织学检查发现牵张区有骨样细胞浸润和骨组织形成。

2.3 生长因子

在成骨的生长过程中除了受到血管、成骨细胞、MSCs的作用外，还需要有生长因子的参与，目前临床已知BMP是最强的骨诱导因子，通过小兔下颌骨牵拉实验，发现牵拉端的骨膜生长过程中BMP-2的含量明显增多，BMP-2可诱导骨膜中的骨细胞分化为成骨细胞和成软骨细胞，加速骨的生成和钙化。

3.小结

随着医学水平的进步，牵拉成骨已被广泛的应用在骨缺损、骨缺失畸形和各类型的上下颌骨发育不全畸形的治疗中并取得了不错的效果，在牵张成骨中骨膜起到的作用非常重要，在牵张成骨的应用中无论是截骨术、皮质骨切开术都要尽可能保留骨膜的完整性，以促进成骨的生长，获得更好的治疗效果。

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