选择性切断家兔胫神经腓肠肌支对胫骨骨质影响的实验研究

陈红波, 冯晓玲, 唐 君, 高明菊

实验研究

选择性切断家兔胫神经腓肠肌支对胫骨骨质影响的实验研究

陈红波, 冯晓玲, 唐 君, 高明菊

目的 探讨选择性胫神经腓肠肌支切断术对家兔胫骨骨质的影响。方法 将符合标准的30只家兔随机分为失神经组、假手术组和空白对照组(每组10只)。失神经组行双侧胫神经腓肠肌支切断术；假手术组做与实验组相同的切口和分离，但不切断胫神经；空白对照组未行手术处理。3组家兔在同等条件下饲养，6个月后处死，取胫骨行双能X线骨密度吸收仪及显微CT(μCT)检测。结果 3组骨密度值两两比较，差异无统计学意义(P>0.05)；失神经组骨体积分数、骨小梁数目及骨小梁厚度，均小于假手术组和空白对照组(P<0.05)，骨小梁间距及构造模型指数均大于假手术组和空白对照组(P<0.05)，假手术组和空白对照组上述各指标差异无统计学意义(P>0.05)。结论 选择性切断胫神经腓肠肌支，家兔胫骨骨矿物质含量早期无明显变化，但骨小梁数量及结构发生改变。

胫神经腓肠肌支； 胫骨; 骨质量; 骨小梁; 失神经

体形匀称是人体美的特征之一，而小腿曲线美是其重要组成部分。国内外学者[1-5]均报道了为小腿肥大的求美者施行胫神经腓肠肌支切断术，以达到小腿缩容的目的。虽然短期随访显示，手术取得了良好的小腿塑形效果，而且求美者行走、站立等一般强度的运动并未受到明显影响，但骨组织形态学及骨量是否会发生相应变化，目前尚无文献报道。家兔的胫骨和胫神经腓肠肌支与人类有着类似的分布和相近的功能[6-7]，因而常将家兔作为研究人类胫骨骨质变化的理想动物[8-9]。自2013-2014年，我们选用18个月龄雌性家兔，选择性切断双侧胫神经腓肠肌内、外侧头支，以探讨失神经后胫骨骨质的变化。

1 材料与方法

1.1 实验动物 30只普通级雌性家兔(华中科技大学同济医学院动物实验中心提供)。18个月龄，体质量为2.4～2.6 Kg。随机分为失神经组、假手术组和空白对照组，每组10只，每组取20个标本。清洁饮水、饮食，常规饲养，动物的处死及处理符合《关于善待实验动物的指导意见》。

1.2 试剂及仪器 苄星青霉素(上海新先锋药业有限公司生产)；10%水合氯醛(武汉协和医院自制)；μCT50(SCANCO MedicalAG公司生产，武汉大学口腔医院提供检测)；双能X线骨密度吸收仪(通用电气公司生产，武汉协和医院核医学科提供检测)。

1.3 手术步骤 ⑴失神经组家兔行双侧胫神经腓肠肌内、外侧头支切断术。10%水合氯醛(2 ml/kg)耳缘静脉缓慢(3～5 min)推注，待麻醉生效后，俯卧位固定动物于手术台，备皮、消毒、铺无菌巾；于左侧腘窝至小腿上段做4 cm纵向切口，分离组织，寻找并分离胫神经主干及其分支，以6-0缝线穿线标记(图1)；用无损伤电极刺激神经分支，观察腓肠肌运动，再次确定胫神经腓肠肌内、外侧头支，在神经入肌点近端切断，神经断端近端反折，4-0丝线分层缝合切口。同法行右侧胫神经腓肠肌支切断术，术后肌注苄星青霉素(1×104U/kg)，预防术后感染。⑵假手术组采用相同的麻醉方式和手术切口，并显露胫神经腓肠肌内、外侧头肌支，不切断及过度分离胫神经各个分支，切口缝合和抗生素应用同失神经组。⑶空白对照组不做特殊处理。

1.4 动物处死及取材 术后6个月，采用空气栓塞法处死各组实验动物，取出双侧家兔胫骨，彻底清除胫骨表面的软组织和骨膜，标本编号后，采用湿润生理盐水纱布包裹，4 ℃冰箱保存。

1.5 标本检测 以双能X线骨密度吸收仪测定各标本骨密度(bone mineral density, BMD)；去除胫骨关节软骨，截取胫骨近端骨质10 mm，编号标记。将标本按照统一方向和顺序，置于标本管中，μCT50扫描，测定骨体积分数(bone volume vraction, BVF)、骨小梁数目(trabecular number, Tb.N)、骨小梁厚度 (trabecular thickness, Tb.Th)、骨小梁分离度 (trabecular separation, Tb.Sp)及结构模型指数(structure model index, SMI)并重建松质骨形态。

2 结果

2.1 腓肠肌变化情况 各组家兔术后伤口均Ⅰ期愈合。假手术组家兔术后1周之后，无明显运动功能障碍；失神经组家兔术后1个月之内，呈拖步行走，1个月后，运动功能逐渐恢复正常。术后6个月，处死实验家兔后，见假手术组与空白对照组腓肠肌均无明显变化，失神经组腓肠肌明显萎缩。

2.2 胫骨骨密度值 3组骨密度值两两比较，差异无统计学意义(P>0.05，表1)。

2.3 胫骨骨质量 失神经组BVF、Tb.N及Tb.Th低于假手术组和空白对照组，Tb.Sp及SMI高于假手术组和空白对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，而假手术组和空白对照组之间BVF、Tb.N、Tb.Th、Tb.Sp及SMI的差异均无统计学意义，见表1。

2.4 胫骨μCT重建表现 与假手术组及空白对照组相比，失神经组家兔胫骨骨小梁数量减少，厚度变薄，连接减少，松质骨中央区域甚至出现骨小梁完全吸收区域(图2)。

3 讨论

骨的新陈代谢是由成骨细胞和破骨细胞参与的骨形成与吸收间的动态平衡过程[10]，一旦平衡被打破，骨质量便会发生改变，进而引起骨生物力学变化，从而导致骨功能受限。选择性切断胫神经腓肠肌支后，腓肠肌内、外侧头因失去神经支配，处于肌肉麻痹状态，逐渐废用萎缩，肌肉萎缩和运动方式的变化，改变了骨骼的机械负荷和生物力场，使破骨细胞主导的骨吸收和成骨细胞引起的骨形成之间的动态平衡受到破坏[11-14]，从而导致骨质发生改变。

BMD反映的是骨矿物质的含量，BVF、Tb.N、Tb.Th、Tb.Sp及SMI代表的是骨小梁的形态，也就是骨组织的细微结构。选择性切断家兔胫神经腓肠肌支术后6个月，BMD无显著变化，BVF、Tb.N及Tb.Th下降，而Tb.Sp及SMI升高。BVF、Tb.N和Tb.Th下降以及Tb.Sp升高，提示胫骨在失神经支配后松质骨代谢转换增强，即骨小梁吸收增加，合成减少，进而导致骨质流失、骨小梁变薄、骨小梁间距增大以及骨小梁发生穿孔、断裂、微型骨折等结构破坏。同时，SMI的升高反映骨小梁在数量及厚度变化的基础上，骨小梁之间连接减少及连接方式发生了变化，意味着骨小梁结构也发生了改变。

图1 左侧胫神经解剖(A,胫神经腓肠肌内侧头支;B,胫神经腓肠肌外侧头支;C,胫神经比目鱼肌支) 图2 骨小梁μCT50重建图像 a.失神经组 b.空白对照组 c.假手术组

Fig 1 Anatomical of left tibial nerve (A: medial branch of gastrocnemius of tibial nerve, B: lateral branch of gastrocnemius of tibial nerve, C: soleus branch of tibial nerve). Fig 2 Reconstructed images of bone trabecula by μCT50. a.neurectomy group. b. blank control group. c. sham group.

表1 3组胫骨骨质量参数Tab 1 The tibia shin bonequality parameters of 3 groups ±s，n=20

然而，本实验中胫骨BMD并未发生显著改变。BMD反映的是骨矿物质含量，失神经支配后骨矿物质含量的变化，滞后于骨显微结构的改变。同样的情况见于长期使用糖皮质激素造成的骨生物力学降低及骨小梁构造改变程度远远大于骨量降低的程度。造成上述差异的原因，是骨小梁的更新速度较快以及松质骨对于内外环境的改变更为敏感。除此之外，微观上骨小梁的更新对骨密度的影响较小，因而在失神经支配的早期，骨密度并未发生明显变化。尽管如此，我们不能肯定在经过长时间的失神经支配后，胫骨骨量始终会保持不变。

但我们可以确定的是，选择性切断家兔胫神经腓肠肌支，可致胫骨骨质发生变化，从而可能导致骨质疏松。因此，在实施人选择性切断胫神经腓肠肌支术进行小腿塑形时，在尽可能避免并发症的同时，尚需警惕有无胫骨骨质量的改变及对运动功能的影响，而这需要进一步的基础及临床研究证实。

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Effect of selective neurectomy of gastrocnemius branch of rabbit tibial nerve on tibial sclerotin

CHENHong-bo,FENGXiao-ling,TANGJun,etal.

(DepartmentofPlasticSurgery,WuhanUnionHospital,TongjiMedicalCollegeofHuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430022,China)

Objective To evaluate the effect of selective neurectomy of gastrocnemius branch of rabbit tibial nerve on tibial sclerotin. Methods The standard 30 rabbits were randomly divided into 3 groups: the neurectomy group，the sham group and the blank control group. The rabbits in the neurectomy group

bilateral selective neurectomy of gastrocnemius branches of tibial nerve, those in the sham group underwent the sham operation and the rest in the blank control group were treated without operation. The rabbits were feed on equal conditions, sacrificed at 6 months after the neurectomy, and then tibias were harvested detected by μCT50 and Lunar Prodigy Advance densitometer examination. Results There was no difference in bone mineral density (BMD) among the three groups(P>0.05).Thebonevolumevraction(BVF)、trabecularnumber(Tb.N)andtrabecularthickness(Tb.Th)oftheneurectomygroupwerelowerthanthoseintheshamgroupandtheblankcontrolgroup(P<0.05),trabecularseparation(Tb.Sp)andstructuremodelindex(SMI)ofneurectomygroupwerehigherthanthoseintheshamgroupandtheblankcontrolgroup(P<0.05.TherewasnodifferenceinBVF、Tb.Sp、SMI、Tb.NandTb.Thbetweentheshamgroupandtheblankcontrolgroup(P>0.05). Conclusion After selective neurectomy of gastrocnemius branch of rabbit tibial nerve, tibial sclerotin was unchanged, however, the structure of bone trabecula changed.

Gastrocnemius branch of tibial nerve; Tibia; Sclerotin; Bone trabecula; Denervation

430022 湖北 武汉，华中科技大学同济医学院附属协和医院 整形外科

陈红波(1984-)，男，湖北襄阳人，主治医师，硕士研究生.

冯晓玲，430022，华中科技大学同济医学院附属协和医院 整形外科，电子信箱：fengxl2001@sina.com

10.3969/j.issn.1673-7040.2015.10.021

R-332;R

A

1673-7040(2015)10-0637-03

2015-08-10)