髋关节翻修所获界膜中成纤维细胞的组织学及超微结构观察
李平 韩树峰 张文光
近年来，成纤维细胞(Fb)的成骨潜能在骨折愈合中的作用亦引起人们的重视［1］。但Fb是否对人工关节置换术后无菌性松动有影响尚不十分清楚。笔者采用组织学及电镜学方法，对有关组织中的Fb进行形态学对比观察，分析结果如下。
一、对象与方法
人工关节置换术后松动需行翻修病例男4例，女1例，将翻修术中所取假体周围界膜定为组1，同时取髋关节滑膜定为组2；内固定物周围异物反应组织7例定为组3；股骨颈骨折7例，取其滑膜定为组4。常规留取标本后作组织学及电镜学观察。
二、结果
组1与组2中见Fb数量多且发达，细胞体积增大，膜皱褶增多，胞浆突起，胞浆内粗面内质网发达，大量地结合核糖体及游离核糖体。核仁增大淡染，细胞周围有许多胶原纤维及弹性纤维。视野内还可见大量的巨噬细胞(Mp)，胞浆内见丰富的溶酶体及残体，膜构活跃，伸出伪足，胞浆内含有吞噬的异物颗粒。组3中，内固定物断裂病例中可见Mp与Fb体积较大，细胞器也发达，但不及组1，而内固定较好的病例结果与组4相似。均表现为细胞数量少、体积小，细胞器不发达，细胞功能不活跃。
三、讨论
观察结果表明，多数松动的人工关节与骨界面之间有一层纤维组织膜，该膜由Fb、Mp和异物巨细胞等细胞成分及细胞外基质构成，与文献报道相同［2］。经临床观察可见，无论是固定良好的人工关节，还是松动的假体周围都可形成界面膜。但前者形成的界面膜薄且均匀，细胞成分少，胶原纤维致密，与假体间无空隙。而松动假体周围除界面膜厚而均匀外，在膜与假体间形成透光带。从组织学及电镜学观察可见，组1与组2中Fb呈现功能活跃相，组1中尤为明显，Mp也呈现功能活跃相，可能是两种细胞在受到外界刺激，尤其是颗粒物质刺激后所致。组3中可看到内固定微动的病例(如鹅头钉断裂、哈氏棒断裂)中两种细胞功能也较活跃，但无论是从形态上还是从细胞器的数量上均不及组1。组4中两种细胞均呈相对静止状态，与组2相比可推断，当滑膜细胞受到异物或颗粒物质的刺激后，分泌功能旺盛，使髋关节滑液内生化成分改变，引起滑膜炎症而产生临床上的疼痛。从上述结果看也证明，内固定物或假体微动可引起机体细胞的病理变化，影响机体的修复过程，从而成为假体松动的机械性因素。而磨损碎屑刺激两种细胞使其表现出异常的功能，成为假体松动的生物学基础。吞噬了异物的Mp在清除异物的同时，也可释放许多生物活性物质，刺激机体其他细胞，尤其是免疫细胞参与炎症反应，加重组织损伤，其中Fb也可能是Mp的靶细胞之一。笔者还观察到，两种细胞的数量与组织损伤的程度成正比，Mp多的标本中，Fb的数量也多，但两者的关系究竟是什么还不清楚。
在颗粒碎屑刺激下，Fb可释放许多生物活性物质，参与人工关节松动、骨溶解的病理过程，Fb的这一作用已被一些文献阐明。文献报道用普通HE染色法，在界膜中可频繁观察到Fb，被激活的Fb在足够的Mp刺激下对骨吸收有反应；经体外培养观察到Fb对金属碎屑有反应，结果可见低浓度的钛颗粒即可引起Fb增殖，并通过扫描电镜观察到，Fb受钛颗粒刺激后表现为膜皱褶、伪足延伸等形态学变化；经体外培养观察，当Fb受到<3 μm的钛颗粒刺激后，通过释放金属蛋白酶，并抑止成骨细胞中骨胶原的合成，从而在假体周围骨溶解中发挥作用。从本文观察结果，结合文献复习可见在人工关节松动和骨溶解中，Fb通过细胞增殖及体积增大、细胞器发达、胞浆丰富等变化参与反应，这样的结果是Fb可分泌许多酶类及细胞因子。前者直接分解骨基质和骨胶原引起骨溶解，后者作用于靶细胞间接促进骨吸收，最终的目的是产生人工关节松动。因此，Fb对人工关节使用寿命的影响已引起重视，Fb在人工关节松动及骨溶解中是介导因素之一。了解Fb在不同环境中的作用，对于临床上预防无菌性松动具有指导性意义。
本文编辑：向勇
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作者单位：李平（山西医科大学第一医院骨科 030001 太原）
韩树峰（山西医科大学第一医院骨科 030001 太原）
张文光（山西医科大学第一医院骨科 030001 太原）
参考文献：
［1］饶寒敏，徐荣辉，朱雅萍，等.成纤维细胞成骨潜能的体外培养研究.中华骨科杂志， 1995, 12:345-347.
［2］Jian LY,Glant TT,Lark MW,et al. The potential role of fibroblasts in periprosthetic osteolysis fibroblast response to titanium particles. J Bone Miner Res, 1995, 10:1417-1427.
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