摘要：骨桥形成后发生骨骺病变，如果没有逆转可导致生长停滞。关于这种形成的基本机制的先前研究使用组织学方法。因此，本研究旨在利用动态增强MRI应用微创方法。

 

材料和方法：应用参考区域模型对一组动物模型进行纵向研究评估了与微血管系统相关的功能参数的变化。用三维高分辨率MRI研究受伤的物理形态发展。

 

结果：药动学参数的评价显示转移系数在术后7天首次升高，术后42天最高。对互补数据的分析显示，第一次上升与微血管增生有关，而最大值与骨重塑有关。

 

结论：DCE-MRI的药代动力学分析显示在愈合过程中微血管的增生是骨桥形成的标志。因此，MRI可识别细节，对高侵入性方法进行分析。

 

 

简介：过早骨骺骨桥形成可以由各种生长毒性包括外伤、感染、辐射、缺血、热损伤、布朗特病、类固醇的使用。一般包括金属植入术医源性损伤是一个骺板骨桥形成的主要原因。骨桥在小的时候可能是可逆的，但也可以触发全部或部分由于过早骨骺闭合不完全分解，因此可能导致全部或部分生长阻滞引起骨长度差异，轴线偏差或关节畸形。临床上，通过X光来检查，这些检查要么常规地记录骨折愈合，要么开始于创伤后骨长度改变或畸形患者。然后，MRI用于记录桥的全尺寸，有助于进一步的治疗。严重的骨骺骨桥改变了正常的骨骼纵向生长，需要手术切除和填补损害自体脂肪组织作为补救措施，或实施对侧固定术或截骨矫正术。此外，干细胞治疗和自体培养的骺板软骨细胞移植是最近研究的新的治疗选择。相比之下，较小的骨桥通常在生长过程中保持隐蔽和消失，而不会影响正常的纵向生长。在各种实验动物模型通过组织学和MR I证实骺板骨桥形成。在骺板骨桥形成之前出现微血管增生。随着入侵血管从周围骨骺和干骺端的骨基质骨祖细胞进入骨骺的病变部位，归因于沉积骨，最终导致骨桥形成。在骺板损伤部位骨桥发展前通过检测血管生成因子表达的增加进一步支持了增加的血液供应是损伤部位与骨骺骨桥血管和微血管侵犯骨组织的发展的基础。然而诱导新生血管形成，紧接着是骺板骨桥形成的潜在病理机制还有待研究。在骨骺病变血供增加检测可以识别早期的骨桥形成，而血管生成因子表达的测定需要组织样本，磁共振成像是潜在的能够提供这种信息的非侵入性方法。动态对比增强磁共振成像（MRI）对微血管系统功能参数敏感。因此它是一种工具来描述血管和微血管并被广泛用于肿瘤的分析。药动学参数识别的典型模型需要组织造影剂（CA）浓度时间信息和血管内造影剂浓度-动脉输入功能（AIF）。采集同一视场（FOV）的骨骺损伤是非常具有挑战性的，确定信号噪声比（SNR）、对比度行为和时间或空间分辨率的界限。本研究的目的是探讨与骨桥形成相关骨骺病变微血管系统药动学参数。这些参数通常在代谢增强的组织中增加，与表面渗透性产物、血流量和血容量有关。这些参数的研究应该支持这一假设，即微血管系统的改变是骨桥形成的基本机制，可以为早期识别这一发展提供定量的措施。

 

方法：动物：77只雄性SD大鼠，体重约100g，一月龄，全身麻醉后进行单侧骨骺损伤。通过胫骨近端骨骺，经正中切口髌腱近端进入钻成1.2mm直径的损伤。术后第0、1、3、7、14、28、和80天时每次处死6只动物取样用于qRT-PCR分析。在1, 3, 7、14, 28, 42和82天各处死五只动物进行组织学观察。在相同的7个时间点用麻醉的动物进行MR测量。在损伤后第一个月内，在短时间内设置研究时间点，以密切注视骨桥的形成和微血管系统的变化。42和82天的长期时间点被确定为进一步的增长观察点，观察骨重塑和检测潜在的骨桥消失。

 

MR测量：用38mT/ m梯度强度的临床3 T扫描仪进行DCE-MRI和形态学的磁共振成像。为了提高图像质量，特别使用直径为18毫米的表面接收线圈。使用如图1所示的布置，可以在整个研究期间保持对大鼠膝盖的最小距离，从而最大限度地提高信噪比。动物被俯卧，膝盖放在线圈的中心。动物放在半圆形动物床提供稳定和可重复的装配。如上所述，在第1, 3, 7、14, 28, 42和第82天进行测量。用高分辨率的三维FLASH序列对被调查区域的形态变化进行成像。

 

组织学：为获得的血管形成互补的信息对近端骨骺，骨骺与干骺端的骨标本进行免疫组织化学分析。组织学标本固定在甲醇（100%）24小时后采用乙二胺四乙酸脱钙（pH 7）两周。在甲醇（100%）中进一步固定12小时，样品在PBS-蔗糖5%溶液中冲洗，用组织冷冻介质覆盖，切成7毫米厚的薄片。可视化的骨骺缺损采用IV型胶原染色血管形成，如IV型胶原是一种血管基底膜蛋白，染色血管呈红色/棕色。

 

结果：扫描显示（用箭头标注），一个有代表性的动物的所有7个时间点的损伤区的物理变化和骨桥的形成，钻后第1天和3天，钻痕造成的骨骺中断清晰可见。第7天骨骺中断消失。第14天时可见最早的骨桥，逐渐被定义为一个更大的低信号中断，这些干扰一直存在直到研究结束。信噪比在两周后有明显的下降：骨骼肌在前14天平均信噪比为82，随后为76。对于骨骺，信噪比从72下降到36的平均水平。组织学研究显示骨骺缺陷区微血管的生长。图显示IV型胶原染色组织切片1, 3, 7天，14, 28, 42和82的骨骺损伤。第1天的染色显示无血管形成。术后第3天和第7天，染色清楚显示毛细血管的存在。两周后，能在骨缺损部位观察到第一骨小梁（IV型胶原阴性，用箭头标注）。相比第3和第7天，胶原蛋白IV阳性血管似乎更结构化。在第42天，缺损区域充满了由血管包围的片状骨碎片。术后第82天，与第42天相比，IV型胶原阳性血管数量减少。

 

结论：MR测量不仅记录骨桥的形成，而且还提供了损伤区组织发育和微血管增生的定量信息。在形态学图像可见性之前，分析DCE数据分析这可能有助于预防儿童的生长障碍，允许早期进行治疗干预。然而，这一发现仍需要在人类研究中加以验证。