先天性胫骨假关节(congenital pseudarthrosis of the tibia，CPT)是一种儿童骨科罕见疾病^[1]，常表现为胫骨成角畸形、囊肿和髓腔狭窄等，自发或轻微外伤后发生骨折，在常规治疗下骨折愈合不良或不愈合，最终形成假关节。治疗上主要以外科手术为主^[2,3]，但仍存在难度大、成本高、长期反复植骨甚至截肢等问题^[4,5]。目前，CPT的病因及发病机制尚不明确^[6]，通过建立CPT动物模型开展相关研究有望在治疗方法和疗效上取得突破。

骨膜是一种独特而复杂的成骨器官，它在骨骼生长塑形、损伤修复等方面具有重要作用^[7,8]。CPT的病理学研究发现，胫骨病变部位正常骨膜减少甚至消失，取而代之的是异常增厚的骨膜^[9]，病理检查提示为一种纤维错构瘤组织，大部分细胞为成纤维细胞，其成骨能力低下，导致胫骨发育不良或骨折后不愈合^[10]。因此，有研究者认为胫骨骨膜病变是引起局部骨骼成骨能力受限继而导致CPT形成的重要病理因素之一^[11]。

多年来，国内外关于CPT的研究大多局限于对患者病理标本的剖析，缺乏相关重复可靠的动物模型开展病理生理及发病机制的研究^[12]。本实验通过将CPT患儿胫骨病变骨膜与脑瘫儿童胫骨骨膜移植到SD大鼠胫骨周围，应用X线及Micro-CT对两组大鼠胫骨进行扫描，观察比较两组大鼠胫骨发育情况，初步探索建立CPT动物模型，为开展病理机制研究提供参考。

本研究组首次对CPT动物模型制备的可行性进行探讨，分别将临床获取的CPT胫骨病变骨膜与脑瘫患儿胫骨骨膜移植于2周龄SD大鼠胫骨进行包裹，观察SD大鼠胫骨发育情况。与对照组相比，病变骨膜包裹胫骨的SD大鼠成年后其胫骨包裹处发育不良，即在X线片上产生包裹处骨皮质凹陷，Micro-CT轴向扫描发现骨皮质连续性中断，SD大鼠胫骨形态上表现为弯曲畸形，上述实验结果与CPT患儿临床特征较为吻合^[13,14]。

临床研究发现有50%~60%CPT患儿合并NF1^[2,15,16]，目前虽未发现两者之间的确切关系，但有研究表明NF1基因缺失与骨折愈合能力降低有关。El-Hoss等^[12]运用敲除小鼠NF1基因的方式制备了一种骨折模型来研究CPT与NF1的相关机制，该研究表明小鼠骨折骨痂中的局部NF1缺失能破坏骨折愈合，其形成的小鼠胫骨假关节模型与临床患儿表现相似，并描述了相关组织学特征。本研究中实验组选取的CPT病变骨膜为合并NF1患儿胫骨骨膜，从而使动物模型更真实地反映临床特点。然而，有研究表明约半数CPT患儿未合并NF1，其发病机制也尚不清楚，因此还需进一步开展相关动物实验进行研究。

CPT是一种罕见且治疗极为棘手的疾病，其病因和发病机制目前仍然未知。胫骨前外侧弯曲畸形是大部分CPT患儿的早期主要临床症状，且国内外研究者认为，这一弯曲的胫骨被称作是CPT的骨折前病变^[17,18,19]。胫骨畸形造成胫骨机械轴与解剖轴发生改变，加之病变局部骨皮质萎缩骨强度丢失，致使胫骨骨质脆弱易损，最终骨折后形成CPT^[3]。在本次CPT动物模型制备中，笔者通过连续观察骨膜移植包裹后的SD大鼠胫骨发育状态，发现病变骨膜包裹后的胫骨出现弯曲畸形，包裹处骨骼细长，两端出现反应性类骨质增生。使用Micro-CT检测进一步发现，病变骨膜包裹胫骨有裂隙骨折线产生，三维重建发现病变骨膜包裹处骨皮质凹陷，局部骨皮质形成"沟壑"，而对照组包裹的SD大鼠胫骨并未出现任何骨骼形态改变。上述结果提示CPT来源的病变骨膜可在SD大鼠胫骨上复制出CPT临床表现。

既往研究发现，与由Ⅰ型胶原构成的正常骨膜明显不同，CPT病变骨膜成分以强度坚韧的Ⅲ型胶原为主，其增殖能力较骨折断端强。本实验使用的骨膜为合并NF1患儿病变骨膜，其成分也是Ⅲ型胶原为主^[20]。因此推测坚韧的CPT病变骨膜易导致骨质周围压力增高形成张力带的方式造成局部骨骼发育异常，并且本研究的结果与Kullmann等^[21]使用玻璃纸捆扎小鼠胫骨形成张力带的方式制造假关节的模型互为印证。

CPT中病变骨膜血管异常可能是假关节骨愈合不良或不愈合的重要因素之一。Al-Hadidy等^[22]病理研究发现，CPT病变骨膜中存在静脉血管畸形，主要表现为管腔呈囊状扩张，管壁变薄；Kuorilehto等^[23]发现CPT胫骨病变周围纤维化组织内动静脉壁增厚，管腔狭窄，部分血管阻塞；Hermanns-Sachweh等^[24]发现CPT骨膜组织中小骨膜动脉周围形成了一种致密的鞘，导致小骨膜血管狭窄或闭塞，骨组织血液循环减少，进而导致成骨能力下降。临床手术治疗CPT时，通常会切除假关节周围病变的骨膜，以试图重建新的血运关系。本实验中剥离原SD大鼠胫骨骨膜，将移植的骨膜包裹至胫骨周围，一定程度上切断了大鼠胫骨局部区域的血液供应，结果发现实验组和对照组表现出骨发育不良的差异。分析原因可能是CPT病变骨膜含纤维成分高，排斥反应持续时间长，吸收慢，长时间形成胫骨局部"缺血"，进而导致胫骨发育不良。对照组正常骨膜吸收快，大鼠胫骨周围形成新的血供，使胫骨发育未受到明显影响。

CPT病灶处成骨破骨失衡导致局部骨质强度降低是形成假关节的重要病理机制^[25]。本研究中使用Micro-CT对骨膜包裹处的胫骨微结构进行检测，分别评价了局部骨皮质、骨小梁与骨骼孔隙程度。结果发现，和对照组相比，CPT病变骨膜包裹的SD大鼠胫骨骨体积分数(BV/TV)降低，骨孔隙体积(Po.V)和骨孔隙密度(Po.Dn)增高，其差异有统计学意义，而两组间Th.Th、Th.Sp、Th.N及BMD差异无统计学意义。上述结果表明CPT病变骨膜包裹的SD大鼠胫骨骨量减少、骨孔隙程度增高，进一步反映出该动物模型胫骨骨质发生破坏。有趣的是，本研究前期通过超声骨密度探索CPT患儿与正常儿童骨强度指标时发现前者BMD估计值较正常儿童降低^[26]，而本次动物模型建立过程中直接对骨骼进行检测，结果提示骨小梁特性和BMD在两组间并无差异。这可能与动物模型建立的局限性有关，即临床上CPT可能涉及全身各器官，如CPT与NF1的高相关性往往引起较多的器官或骨代谢异常^[27,28]，而本次模型制备仅从骨膜移植和局部包裹后产生的动物骨骼表现情况上进行研究，缺乏CPT发病的整体性探讨。

本研究使用了异种异体骨膜移植的方法初步探讨了CPT病变骨膜对骨发育的影响，这是一种尝试性的探索。在异种组织移植研究方面，目前运用最多的是将人源肿瘤细胞或组织移植到裸鼠的指定区域，从而建立相关研究方向的动物模型^[29]。因裸鼠的饲养条件及实验环境要求比较高，本研究为探索性实验，故使用了SD大鼠进行探索。虽通过对比实验组与对照组胫骨发育的差异得到了阳性结果，但还需更加详细的进一步实验说明排斥反应对该结果是否具有决定性的影响。

本研究存在以下不足：①异种异体骨膜移植产生排斥反应是否影响实验结果问题，本研究通过设置对照组来解决这一问题，但仍不是最好的方法，还需进一步更详细的实验分析；②本研究在局部上复制了CPT相似的临床症状，但CPT不是一个单一的局部疾病，往往与其他许多疾病伴随或可能是一种全身性的疾病，这使本研究管窥蠡测缺乏全局性；③本研究每组选用3只动物，样本量取值为最小值，虽得到了具有统计学意义的结果，但小样本仍是本研究的一个弱点。