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伤科接骨片促进骨折愈合研究进展湖北民族学院中医药学院尹红波关键词：骨折愈合；伤科接骨片；伤科接骨片是根据仿生学原理,以天然海洋药物——海星为主,配以鸡骨、三七、血竭、红花、没药、土鳖虫、自然铜、乳香、马钱子等组成的纯中药制剂,具有活血化瘀、消肿止痛、续筋接骨、补肾壮骨等功能。临床及实验研究已从组织学、组织形态学、生物力学等不同角度证实该药能够促进骨折愈合[1-3],笔者拟就伤科接骨片促进骨折愈合的研究报道作一综述。1改善血液循环骨折部位的血液供应是影响骨折愈合的重要因素,骨折创伤导致机体血液流变性紊乱和骨折局部微循环障碍,直接影响骨折愈合的时间和质量[4]。姜氏等[2]观察到,使用伤科接骨片后,实验组术后2周毛细血管数量增多,内皮细胞功能活跃,成骨细胞多且代谢旺盛(细胞器丰富),说明伤科接骨片能明显促进毛细血管的再生。骨折修复与血流量增加具有相互依赖性,血流量的增加为组织的修复提供了良好的微环境,血管网的重建则是产生血供的基础[5]。大量临床实践和实验研究证实,伤科接骨片中的活血化瘀类药(三七、红花、乳香、没药)能降低骨折局部毛细血管的通透性,减少炎症渗出,促进血管重建,使局部血运障碍很快恢复；同时还能降低全血粘度及红细胞聚集程度,改善局部的血液循环[6]。骨折后在血液流变学方面表现为血液呈浓、粘、聚、凝状态,影响组织血流灌注,甚至形成血栓[7]。有研究表明,应用伤科接骨片后,骨折兔的血液粘度降低、红细胞聚集性降低、变形能力增强,说明该药能够改善血液流变性,使血液浓、粘、聚、凝程度减轻[8]。温氏等[9]认为,伤科接骨片具有良好的止痛消肿功能,而止痛能减轻局部的肌肉痉挛,使血管容易扩张,增加骨的局部血循环。说明伤科接骨片通过促进骨折断端毛细血管网的再生以及改善创伤造成的血液高凝状态,使断端血供改善,为骨折愈合提供营养及清除代谢产物,从而促进骨折愈合。2促进血肿吸收和机化骨折愈合是机体有规律的、持续渐进的复杂修复过程,其过程可分为血肿形成、纤维骨痂产生、骨性骨痂形成及骨痂改建几个相互交替演进的过程,通过膜内成骨与软骨内成骨两种方式,完成骨的修复和改建。血肿是骨折后不可避免的病理产物,而血肿机化是软骨内化骨的前奏和必经过程,其机化速度直接影响着成骨活动的进行。凡毛细血管及血管形成丰富,血液循环得以改善处,血肿机化快,软骨内化骨及膜内成骨活动活跃,骨痂出现早。骨折后的血肿可使局部循环发生障碍,影响骨膜中成骨细胞的增生,推迟愈合,早期应用活血化瘀中药则可促进其吸收消散,从而协助机体消除有害因素并创造有利条件,以促进骨折愈合。而伤科接骨片方中三七能散瘀消肿止痛,红花、乳香、没药具有活血通经、祛瘀消肿、止痛作用,其治疗骨折的机理与其促进血肿的吸收与机化有关[10]。3刺激成骨细胞分泌转化生长因子-β转化生长因子-β(Transforminggrowthfactor-β,TGF-β)是一种具有多种功能的蛋白多肽,广泛存在于动物正常组织以及转化细胞中,以骨组织和血小板中的含量最为丰富,TGF-β1在骨形成和重建过程中协调间充质细胞、成骨细胞和破骨细胞活动,对骨折修复起到重要的作用。已证明TGF-β可刺激骨间膜间充质细胞增殖、分化,促进成骨和成软骨细胞增生,诱导Ⅰ型胶原骨桥蛋白和骨连接素的合成。研究表明,TGF-β可以上调成骨细胞中一种新克隆出的增殖特异基因PROM-1的表达,进一步证实TGF-β对成骨细胞的增殖调控作用,从而说明TGF-β有促进骨折愈合的作用[11]。在骨痂愈合时也伴随着全身和局部TGF-β1的增加[12]。石氏等[3]采用免疫组化染色光镜下观察并利用图像分析的方法测定TGF-β1表达强度,结果显示,在第2周,伤科接骨片实验组的膜内化骨和软骨化骨都很活跃,此时TGF-β1的染色阳性强度均达到峰值；对照组则在第3周达到峰值,比实验组推迟1周左右,同时,其峰值也较实验组的峰值低,提示伤科接骨片可能促进TGF-β1的合成与分泌,导致实验组的成骨活动比对照组活跃。实验结果表明,在骨折修复进程中,伤科接骨片可能作用在TGF-β1这一环节上,调节TGF-β1的合成和分泌,从而促进骨折愈合。4补充微量元素骨折的愈合是影响因素较多的生理过程,微量元素在骨的形成和生长分化过程中起着重要的作用。骨折后,患者血清中锌、钙、铁等微量元素有不同程度的降低[13],补充这些元素,有利于骨折愈合。骨折愈合所需的微量元素,较重要的有锌、钙、镁、铁、铜等,伤科接骨片中有自然铜、土鳖虫及鸡骨等药物,根据现代中药药理研究均含有此类微量元素[14],对骨折愈合十分必要。自然铜是接骨疗伤的常用药,含锌、锰、铁、铜、钙、磷等元素；锌能增强碱性磷酸酶活性,使核酸和蛋白合成增加,锰和铁能促进胶原合成,铁能提高氧分压及含氧量,早期促进骨痂中胶原合成,中晚期促进钙化；铜能提高赖氨酰氧化酶活性,促进胶原纤维的交联,使胶原纤维韧性增强,促成成骨细胞的活性,有助于骨基质的形成和钙磷沉积钙化,使钙磷含量增加,均能促进骨折愈合[15]；骨基质胶原蛋白合成需要铁、锰、锌等微量元素参与。因此,伤科接骨片可以通过促进微量元素在骨折部位的募集,使微量元素结合进急需补充的酶系统而起作用,同时,可以加强骨折端邻近骨组织中微量元素的动员,使胶原纤维增加,加速骨痂组织生长和钙化过程。5诱导成骨魏氏等[16]实验表明,使用伤科接骨片后骨折愈合明显加速,约提前1/3的时间,推测与该药中含有某种骨诱导物质有关。实验研究推测,动物骨类药物中含有骨形态发生蛋白(BMP),可能诱导BMP合成,使断端BMP含量增高,BMP作用于肌肉内及血管周围游走的、未分化的间充质细胞,诱导其增殖、分化为成骨细胞或成软骨细胞,从而加速骨折愈合[17]。并且在众多的骨生长因子中,BMP与骨诱导的关系最为密切。伤科接骨片选用海洋药物海星为主药,海星具有多种蛋白及多肽成分,其中可能含有能诱导成骨的BMP,BMP是唯一可刺激间充质干细胞向软骨和成骨细胞方向分化的生长因子,在骨折愈合过程中,从损伤骨的局部释放的BMP刺激间充质细胞分化,参与骨折愈合过程[18]。6促进成骨细胞分化与增殖骨折愈合是一个复杂的病理过程,骨膜中成骨细胞的再生是骨折愈合的基础。在充分的血液供应下,骨折局部间叶细胞分化为成骨细胞的数量增加,成骨细胞形成骨基质和基质钙化亦得到保证[19]。徐氏等[20]的动物实验证实,伤科接骨片可刺激骨折局部毛细血管网形成,增加成骨细胞的数量。现已证实,成骨细胞内有碱性磷酸酶(ALP)存在,其分泌出来的ALP渗入血液,使血液中的ALP明显升高可作为代表骨重建的活性改变和成骨细胞活性增加的指标。ALP是主要分布于细胞膜的钙结合转运蛋白,能促进细胞成熟钙化。用伤科接骨片治疗124例骨质疏松骨折及30只SD骨折模型大鼠,结果实验组ALP活性增加,使骨密度增加1.28%,骨折愈合点增加73.6%,愈合面积增加66.0%。姜氏等[2]观察到,使用伤科接骨片后小鼠骨折2周时,伤科接骨片服药组动物骨痂中见到大量成熟的活跃的成骨细胞,而对照组到第4周才见到成骨细胞,此时服药组已能见到成熟的成骨细胞。由此可见,伤科接骨片服药组动物骨痂中的成骨细胞增殖分化明显增快,迅速形成骨细胞及基质的矿化,完成骨折愈合。7促进骨痂矿化骨的细胞由成骨细胞、破骨细胞和骨细胞构成,骨的细胞间质即骨基质由有机质和无机质构成。在骨折修复过程中,先由成纤维细胞、软骨细胞及成骨细胞分别合成、分泌基质,基质通过钙盐的沉积而形成骨组织。因而,设法促进骨组织形成的各个环节都将加速骨的矿化,加速骨组织修复的过程。7.1促进骨折部位胶原合成胶原作为一种骨痂成份钙化的基础,当基质中的蛋白多糖等保护物质被清除之后,胶原的核化作用部位便暴露在纤维多聚体基质中,局部游离的钙化离子及碱性磷酸酶水解出的磷酸根离子在有限的胶原纤维的自然表面上相互作用,发生矿化反应；同时,新生胶原的结构直接影响沉积羟磷灰石晶体的大小、形态和方向性,因此,促进胶原蛋白的合成对骨折修复时的骨痂生长和骨化有重要的意义。在骨基质的有机成份中,90%～95%为胶原,而胶原又是骨修复中重要的物质。骨中的胶原纤维主要是Ⅰ型胶原,它占全部胶原的90%,是成骨细胞合成的特异性胶原,在骨组织中具有加大机械力量的作用。而Ⅱ型胶原是软骨细胞合成的特异性胶原,主要在骨折愈合初期表达。魏氏等[16]观察到Ⅰ型胶原mRNA的表达在骨折愈合后2周明显小于4周,而Ⅱ型胶原mRNA的表达在骨折后2周明显大于4周,提示Ⅰ型胶原mRNA的表达在骨化及塑型期最明显,Ⅱ型胶原mRNA的表达在骨折修复期最明显。伤科接骨片服药组与对照组比较则发现Ⅰ型胶原mRNA的表达量无论在骨折后2周或4周,前者大于后者；Ⅱ型胶原mRNA的表达,则前者小于后者。说明伤科接骨片组骨形成增快,能使软骨修复期迅速逝去,而提早进入骨化和塑型期,即缩短了骨折愈合的时间,同时能促进及增加骨折的骨化和塑型,增进了骨折愈合的质和量。Ⅰ、Ⅱ型胶原蛋白的含量反映了成骨细胞和软骨细胞的成熟状况,伤科接骨片通过激活成骨细胞的活性来促进对胶原的合成。伤科接骨片中的自然铜能补充铜等多种微量元素,可增加骨代谢酶的活性,使成熟的胶原纤维增加,促进骨基质钙化及骨组织修复[21]。患者骨折后,机体代谢显著增加,表现为蛋白质分解代谢增加,出现负氮平衡,而蛋白质、氨基酸是提供骨有机基质合成的重要原料,伤科接骨片中的动物类药(鸡骨、土鳖虫、海星)可以为胶原合成提供所必需的微量元素和多种氨基酸,发挥其促进胶原合成的作用。伤科接骨片通过促进胶原蛋白的表达,以及提供胶原合成所需的多种营养物质成分来发挥其促进骨折愈合的作用。7.2促进骨折部位骨基质钙盐沉积骨痂的钙化是骨折愈合过程中关键的一环,也是最终目的,它影响着骨痂的质量；钙盐的加速沉积,增加了断端骨痂的强度,加快骨折愈合周期。无机质占骨基质成分的60%,其中钙盐是其主要成分。在骨折愈合过程中,钙盐沉积是一个突出的、关键的步骤,骨组织的修复必须经过基质的钙化过程才能趋于完成。骨折后钙、磷等大量从尿中排出,血钙降低,骨骼出现脱钙；钙是骨折愈合过程中基质钙化和骨化不可缺少的成分,所以,发生骨折损伤时机体必须提供大量的钙用于成骨。动物骨类药中所含的钙、磷等矿物质含量与人体骨骼近似,易于被吸收利用,为钙盐沉积提供了物质材料,能促进骨质矿化[22]。伤科接骨片含有丰富的钙质,也为软骨成骨和骨痂的改造塑形提供了钙质。同时,伤科接骨片能缩短类骨质的矿化延迟时间,促进类骨质提前钙化,使骨痂提早成熟,同时因骨痂钙化加速,类骨质面积及类骨质均宽都明显减小,而矿化面积明显增加[23]。而且,伤科接骨片通过改善局部血液供应,加速血液循环,改善血管壁的通透性,从而有利于离子交换,有效地动员邻近部位的钙沉积在骨折部位,从而促进骨折愈合。说明伤科接骨片在提供胶原合成和钙盐沉积的原材料的基础上,以对TGF-β1的调节来控制胶原和骨矿化结合素的合成,最终达到促进骨痂矿化的结果。8结语伤科接骨片能有效改善骨折处局部血液循环,促进血肿吸收和机化,促进胶原合成及基质钙化,有利于各种骨细胞的分化与增殖,并提供了骨折愈合过程中所必须的多种氨基酸和微量元素,对骨折的愈合有明显的促进作用。近年来,随着细胞生物学和分子生物学的发展,已可从细胞和分子水平来解释骨折愈合的调控机制,因此,有必要进一步探讨伤科接骨片的药理作用机制,阐明其促进骨折愈合的作用机制。参考文献：[1]朱泽南,刘佩萱.伤科接骨片治疗创伤骨折临床观察[J].光明中医,2005,20(3)：53－54.[2]姜琳,魏玉玲,杨洪平,等.伤科接骨片促进实验性骨折愈合的超微结构观察[J].中医正骨,2000,12(11)：3－4.[3]石关桐,吴宇峰,沈培芝,等.伤科接骨片对实验型骨折愈合过程中TGF-β1的影响[J].中国骨伤,2001,14(12)：727－729.[4]MusharrafiehR,OsmanlO,SaghiehS,etal.Microvascularcompositetissuetransferforthemanagementoftype