锁定髓内钉和接骨板治疗股骨干骨折转化生长因子的表达变化

缪 杰，甘 霈

（上海市杨浦区安图医院，上海200093）

外伤性骨折是常见的骨科疾病，采用医疗器械内固定方法治疗该类疾病已成为骨外科医师的选择趋势。转化生子因子－β超家族蛋白具有调节骨组织合成的作用。其中，转化生子因子－β1（Transforming growth factor－β1，TGF－β1）是一种重要的骨与软骨生长因子，在骨缺损修复过程中刺激未分化的间充质细胞增殖、分化，促进成骨细胞产生和招募［1］，促进Ⅰ型胶原合成和基质钙化，诱导膜内成骨和软骨内成骨。目前关于锁定髓内钉内固定术后，患者血清中TGF－β1表达变化，少见报道。因此，我们收集锁定髓内钉内固定和接骨板内固定术后患者的血标本，然后检测TGF－β1表达差异。其意义在于从分子生物学角度探讨两种不同的内固定手术治疗的骨折的效果，有利于指导临床医师选择手术方式。

1 材料与方法

1．1 研究对象 选择2002年1月～2013年5月在我院接受锁定髓内钉内固定手术治疗的股骨干骨折患者43例，男性25例，平均年龄45岁；女性18例，平均年龄47岁。选择接骨板固定手术治疗的股骨干骨折患者38例，男性23例，平均年龄47岁；女性15例，平均年龄48岁。两组患者均为单纯的股骨干骨折。手术时间为伤后1～7天。于术后1、15和30d不同时间点，清晨空腹采集肘部静脉血3ml，静置30min后，2800rpm／min分离血清。以同样的标本采样方法，采集性别和年龄相匹配的健康体检志愿者血标本32例作对照。标本采集后，置于－80℃超低温冰箱保存，备用。本研究征得患者及家属同意。

1．2 检测方法 采用酶联免疫双抗夹心法检测TGF－β1表达变化。人血清单克隆 TGF－β1检测试剂盒（EH－1106）购自北京博奥森生物技术有限公司，整个检测过程严格按照说明书执行。每个样品重复3孔，实验重复3次。

1．3 统计学处理 使用SPSS 17．0统计软件进行数据分析，数据用±s表示，组间比较用Student’st检验，多个样本均数的比较采用单因素方差分析（One－Way ANOVA）。检验水准：α＝0．05。

2 结果

2．1 两组人群在不同时间点TGF－β1血清蛋白含量的比较 两组内固定患者术后60天均达到临床愈合。正常人血清中 TGF－β1蛋白含量为（71．25±9．96）μg／L，术后1天，髓内钉组、接骨板组与正常组的差异不明显（P＞0．05）；术后7天，髓内钉组、接骨板组的TGF－β1蛋白含量明显高于正常组（P＜0．05）；而在术后14天，髓内钉组、接骨板组与正常组之间亦存在显著差异（P＜0．05）。术后60天，髓内钉组、接骨板组的TGF－β1血清含量明显下降，与正常组无差异（P＞0．05）。进一步比较两个观察组之间的差异，发现髓内钉组与接骨板组的血清TGF－β1蛋白含量在4个不同时间点均无显著差异（P＞0．05），见表1。

表1 两个观察组与正常组血清TGF－β1蛋白含量比较（±s，μg／L）Tab 1 Difference of serum TGF－β1between healthy group and intramedullary nail group and plate group

表1 两个观察组与正常组血清TGF－β1蛋白含量比较（±s，μg／L）Tab 1 Difference of serum TGF－β1between healthy group and intramedullary nail group and plate group

注：与正常组比较，①P＜0．05，②P＜0．01

时间 n 1d 7d 14d 60d髓内钉组 43 93．09±12．45 107．34±9．02① 137．06±13．22②85．87±15．32接骨板组 38 86．02±14．01 110．40±9．24① 122．37±6．29② 77．09±13．70正常组32 71．25±9．96

2．2 观察组在不同时间点TGF－β1蛋白含量比较我们观察内固定术后1、7、14和60d4个时间点，髓内钉组、接骨板组手术病人血清中TGF－β1蛋白含量的动态变化趋势。分析结果显示，两组病人术后1、7、14dTGF－β1血清蛋白含量逐步升高，60天以后逐步降低，与术后1天接近。髓内钉组术后14天的TGF－β1血清含量显著高于术后1天（P＜0．05），接骨板组术后7、14d的TGF－β1血清含量显著高于术后1天（P＜0．05）。而两个观察组术后1天与术后60天之间均无统计学差异（P＞0．05），见图1。

3 讨论

图1 髓内钉组和接骨板组在不同时间点的TGF－β1含量变化Figure 1 Expression of TGF－β1in serum between intramedullary nail group and plate group at different time point

转化生长因子－β1由112个氨基酸组成同源双链多肽，主要分布于骨组织和血小板。与骨形态发生蛋白（Bone morphogenetic protein，BMP）家族蛋白相互协同调节骨组织的代谢过程。其生物学功能与成骨和骨吸收过程密切相关。TGF－β1具有促进成骨细胞增殖，抑制其凋亡的作用［2，3］。

在动物模型中，使用水凝胶载体将TGF－β1运送到骨折部位，具有促进骨形成的治疗潜力［4］。抑制Smad2／3的磷酸化可以明显影响患者成骨细胞的功能活性，TGF－β1水平缓慢升高。因此，可能导致促进体 内 的 骨 愈 合［5］。TGF－β1刺 激 破 骨 细 胞 生 产Wnt10b，这可能与增强骨量丢失后修复过程有关［6］。TGF－β1还可以诱导破骨细胞生产CXCL16和白血病抑制因子（LIF），后者调节骨代谢过程中成骨细胞招募［7］。TGF－β1还能通过上调成骨过程中的关键转录因子Runx2，促进骨细胞发育［3］，也能抑制成骨细胞凋亡来发挥促进骨愈合功能［8］。

在动物模型的软骨形成阶段和软骨内成骨阶段，天鹅型记忆接骨器（SMC）内固定下骨折端TGF－β1呈高水平表达［9］。由此提示SMC固定能促进TGF－β1的合成与分泌，有利于软骨内成骨。动物模型中，矩形髓内钉比不锈钢接骨板更有效促进细胞分泌TGF－β1，也有利于骨折愈合［10］。临床应用人重组型BMP－2和BMP－7治疗长骨不愈合和急性胫骨平台骨折髓内固定的病例［11］。但有人报道，TGF－β1可以上调核转录共抑制因子SnoN，进而抑制BMP－2和BMP－7的合成［12］。

4 结论

髓内钉内和接骨板固定术后1～14天（1～2周），TGF－β1的分泌逐步增高，以通过分泌TGF－β1促进骨骼愈合，术后60天骨骼已经达到临床愈合，TGF－β1的分泌明显下降，TGF－β1的分泌呈先增高后接近正常水平的趋势与骨骼临床愈合时间基本一致。这些实验迹象表明，两种内固定治疗骨折的机制与其促进患者体内TGF－β1的分泌增高有关。

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