1、 組織學組織學第第6 6章章 軟骨和骨軟骨和骨 一、一、 軟骨軟骨 (cartilage)透明軟骨透明軟骨彈性軟骨彈性軟骨纖維軟骨纖維軟骨軟骨：軟骨組織軟骨：軟骨組織 + 軟骨膜軟骨膜軟骨組織軟骨組織分類（分類（根據纖維種類）根據纖維種類）透明透明軟骨軟骨彈性軟骨彈性軟骨軟骨細胞軟骨細胞 + 軟骨基質軟骨基質固體結締組織，不含血管固體結締組織，不含血管 （一）（一） 透明軟骨透明軟骨 (hyaline cartilage)1. 分布及特性分布及特性肋軟骨肋軟骨關節面關節面呼吸道呼吸道早期胚胎早期胚胎透明，具彈性和透明，具彈性和韌性，耐摩擦韌性，耐摩擦喉、氣管、支氣管喉、氣管、支氣管關節面關節面

2、 肋軟骨肋軟骨2. 結構結構透明軟骨透明軟骨軟骨膜軟骨膜軟骨基質軟骨基質軟骨細胞軟骨細胞（一）（一）透明軟骨透明軟骨 （1）軟骨基質軟骨基質 (cartilage matrix)化學成分：蛋白聚糖聚合物化學成分：蛋白聚糖聚合物(硫硫酸軟骨素多酸軟骨素多)，軟骨黏連蛋白，軟骨黏連蛋白嗜堿性嗜堿性軟骨陷窩軟骨陷窩 (cartilage lacuna)， 軟骨囊軟骨囊 (cartilage capsule)含含膠原原纖維膠原原纖維固態固態(含結合水含結合水, 通透性強）通透性強）透明軟骨（高倍）透明軟骨（高倍） （一）（一）透明軟骨透明軟骨（2）軟骨細胞）軟骨細胞 (chondrocyte)位于軟骨

3、陷窩內位于軟骨陷窩內周邊：小周邊：小, ,扁扁, ,單個單個( (幼稚幼稚) )中央：大中央：大, ,圓圓, ,成群成群( (成熟成熟) )胞質嗜堿性胞質嗜堿性胞核染色淡，核仁清楚胞核染色淡，核仁清楚可分裂可分裂 同源細胞群同源細胞群 (isogenous group)軟骨細胞軟骨細胞（一）（一）透明軟骨透明軟骨EM: RER，GC功能：分泌基質功能：分泌基質和纖維和纖維軟骨細胞電鏡像軟骨細胞電鏡像（一）（一）透明軟骨透明軟骨 3. 軟骨膜軟骨膜 (perichondrium)致密結締組織致密結締組織外層：膠原纖維多（保護）外層：膠原纖維多（保護）內層：細胞多（含骨祖細內層：細胞多（含骨祖細胞

4、）胞） 生長；血管多生長；血管多 營養營養軟骨膜軟骨膜（一）（一）透明軟骨透明軟骨（二）（二）彈性軟骨彈性軟骨 (elastic cartilage)分布：耳郭，會厭等分布：耳郭，會厭等結構特點：大量結構特點：大量彈性彈性纖維纖維交織成網交織成網特性：具有彈性特性：具有彈性會厭會厭彈性軟骨（彈性染色）彈性軟骨（彈性染色）耳郭耳郭（三）（三）纖維軟骨纖維軟骨 (fibrocartilage)分布：椎間盤，關分布：椎間盤，關節盤，恥骨聯合等節盤，恥骨聯合等結構特點：大量結構特點：大量膠膠原纖維束原纖維束平行或交平行或交織成網，軟骨細胞織成網，軟骨細胞成行排列成行排列特性：具有韌性，特性：具有韌性，

5、抗壓力，耐摩擦抗壓力，耐摩擦關節盤關節盤椎間盤椎間盤纖維軟骨纖維軟骨外加生長外加生長（appositional growth） 軟骨膜內層骨祖細胞軟骨膜內層骨祖細胞軟骨細胞軟骨細胞軟骨從表面軟骨從表面向外擴大向外擴大間質生長間質生長（appositional growth） 軟骨細胞長大、分裂軟骨細胞長大、分裂基質基質+ +纖維纖維軟骨從內部軟骨從內部向周圍擴大向周圍擴大發生：間充質細胞發生：間充質細胞骨祖細胞骨祖細胞成軟骨細胞成軟骨細胞 軟骨細胞軟骨細胞基質基質+ +纖維纖維軟骨組織軟骨組織 周圍間充質周圍間充質軟骨膜軟骨膜軟骨軟骨軟骨的發生和生長軟骨的發生和生長固態結締組織，堅硬，固態結締

6、組織，堅硬，含血管含血管細胞外基質鈣化細胞外基質鈣化（骨基（骨基質）質）組成：組成：骨基質骨基質 + + 細胞細胞骨組織骨組織+ +骨膜骨膜+ +骨髓等骨髓等= =骨骨功能：支架，保護，運功能：支架，保護，運動，鈣庫動，鈣庫骨切片骨切片 (H-E)二、二、 骨組織骨組織 (osseous tissue)1. 成分成分（一）（一）骨基質骨基質 (bone matrix)有機質：有機質：膠原纖維膠原纖維 (90%) + 基基質質無機質無機質(65%)：鈣鹽鈣鹽（羥磷灰石（羥磷灰石結晶）結晶）2. 結構結構結構形式：結構形式：骨板骨板 (bone lamella)嗜酸性嗜酸性有血管穿行的管道，有血管

7、穿行的管道，骨陷窩骨陷窩和和骨小骨小管管 (bone lacuna & canaliculus)骨切片骨切片 (H-E)骨磨片骨磨片1. 骨祖細胞骨祖細胞 (osteoprogenitor cell)位置位置: 表面（骨膜深層）表面（骨膜深層）小，梭形，弱嗜堿性，細胞器少小，梭形，弱嗜堿性，細胞器少骨生長改建時骨生長改建時成骨細胞成骨細胞2. 成骨細胞成骨細胞 (osteoblast)位置位置: 表面表面LM: 大，立方形，嗜堿性，有大，立方形，嗜堿性，有突起突起（二）（二） 骨組織的骨組織的細胞細胞成骨細胞成骨細胞EM: RER, GC, 與與鄰近細胞突起形成鄰近細胞突起形成縫隙連接

8、縫隙連接來源：骨祖細胞來源：骨祖細胞功能：功能：合成類骨質合成類骨質，形成基質小泡（骨形成基質小泡（骨化）化）成骨細胞成骨細胞電鏡像電鏡像（二）（二） 骨組織的細胞骨組織的細胞3. 骨細胞骨細胞 (osteocyte)來源：成骨細胞來源：成骨細胞周圍有組織液周圍有組織液相鄰骨細胞突起間有相鄰骨細胞突起間有縫縫隙連接隙連接有一定的成骨和溶骨作有一定的成骨和溶骨作用用, 調節和維持血鈣平衡調節和維持血鈣平衡位置：胞體扁平，在骨陷窩位置：胞體扁平，在骨陷窩內；突起多，在骨小管內內；突起多，在骨小管內骨細胞骨細胞骨細胞電鏡像骨細胞電鏡像（二）（二） 骨組織的細胞骨組織的細胞位置：表面的小凹陷內位置：表

9、面的小凹陷內來源：多個單核細胞融來源：多個單核細胞融合形成合形成LM: 胞體大，多核，胞胞體大，多核，胞質嗜酸性質嗜酸性4. 破破骨細胞骨細胞 (osteoclast)破骨細胞破骨細胞（二）（二） 骨組織的細胞骨組織的細胞功能：形成溶骨微環功能：形成溶骨微環境，溶解吸收骨基質境，溶解吸收骨基質EM: 貼近骨基質面有貼近骨基質面有皺褶緣皺褶緣 (ruffled border)，周圍為亮區周圍為亮區(含微絲含微絲)；溶酶體溶酶體破骨細胞（示皺褶緣）破骨細胞（示皺褶緣）（二）（二） 骨組織的細胞骨組織的細胞解剖構成：骨干、骨骺，骨膜，關節軟骨，解剖構成：骨干、骨骺，骨膜，關節軟骨，骨髓等骨髓等組織結

10、構：骨密質，骨松質組織結構：骨密質，骨松質長骨模式圖長骨模式圖三、三、 長長骨的骨的結構結構1. 分布分布: : 骨干骨干, 骨骺外骨骺外 側面側面2. 結構結構: : 骨板骨板3 種種 管道管道2種種長骨結構模式圖長骨結構模式圖（一）（一） 骨密質骨密質 (compact bone )環骨板環骨板 (circumferential lamellae)骨干內、外表面骨干內、外表面環形排列環形排列外環骨板：厚，整齊外環骨板：厚，整齊內環骨板：薄，不整齊內環骨板：薄，不整齊有穿通管有穿通管 (perforating canal) 橫行穿過橫行穿過骨磨片，骨磨片，示：示： 外環骨板外環骨板內環骨板內

11、環骨板（一）（一） 骨密質骨密質骨單位骨單位 (osteon)，又稱，又稱哈哈弗斯系統弗斯系統 (haversian system) 位于內、外環骨板之位于內、外環骨板之間間短柱狀，縱行排列短柱狀，縱行排列構成：構成：骨單位骨板骨單位骨板 (4-20層層, 同心圓排列同心圓排列) + 中央中央管管 (central canal)長骨結構模式圖示骨單位長骨結構模式圖示骨單位（一）（一） 骨密質骨密質中央管與穿通管相通，中央管與穿通管相通，含血管、神經、結締組含血管、神經、結締組織、細胞等織、細胞等骨小管互通，最內層者骨小管互通，最內層者與中央管相通與中央管相通表面有黏合線表面有黏合線 (骨鹽多，

12、骨鹽多，纖維少，骨磨片上折光強纖維少，骨磨片上折光強)骨干的結構單位，承重骨干的結構單位，承重骨單位（上，骨切片；下，骨磨片）骨單位（上，骨切片；下，骨磨片）（一）（一） 骨密質骨密質間骨板間骨板 (interstitial lamellae)位置：骨單位之間，位置：骨單位之間，骨單位與環骨板之間骨單位與環骨板之間形狀不規則，無中形狀不規則，無中央管央管舊骨單位吸收后殘舊骨單位吸收后殘留部分留部分間骨板（間骨板（I）（一）（一） 骨密質骨密質1. 分布分布: 骨骺骨骺, 骨干內側面骨干內側面2. 結構結構骨小梁骨小梁 (bone trabecula) 互連互連成網成網骨小梁呈針狀或片狀，含幾骨

13、小梁呈針狀或片狀，含幾層平行骨板層平行骨板網隙中含骨髓網隙中含骨髓骨骺骨骺 骨骺骨骺X線片線片（二）（二）骨松質骨松質 (spongy bone )1. 分布和功能分布和功能除關節面的內外表面均覆有除關節面的內外表面均覆有保護、營養、生長、修復保護、營養、生長、修復2. 骨外膜骨外膜 (periosteum)外層外層 致密，含粗大膠原纖維束，致密，含粗大膠原纖維束，有穿通纖維有穿通纖維（穿入外環骨板）固定（穿入外環骨板）固定骨膜骨膜內層內層 疏松，含血管、骨祖細胞疏松，含血管、骨祖細胞骨外膜骨外膜 (P)（三）（三） 骨膜骨膜3. 骨內膜骨內膜 (endosteum)分布于骨髓腔面、骨小分布于

14、骨髓腔面、骨小梁表面、中央管和穿通梁表面、中央管和穿通管內表面管內表面薄層結締組織薄層結締組織1 層扁層扁平的骨祖細胞平的骨祖細胞骨內膜（骨內膜（E）（三）（三） 骨膜骨膜四、四、 骨的骨的發生發生 (osteogenesis) 來源來源：間充質間充質兩兩種方式種方式膜內成骨膜內成骨 (intramembranous ossification)軟骨內成骨軟骨內成骨 (endochondral ossification)骨組織的發生過程基本一致骨組織的發生過程基本一致骨的改建骨的改建 (remodeling) 持續終生持續終生鈣化鈣化 單核細胞單核細胞破骨細胞破骨細胞骨組織吸收骨組織吸收 改建改

15、建間充質細胞間充質細胞骨祖細胞骨祖細胞成骨細胞成骨細胞骨細胞骨細胞類骨質類骨質骨基質骨基質骨組織形成骨組織形成（一）（一） 骨組織的發生骨組織的發生見于頂骨、額骨、鎖骨等見于頂骨、額骨、鎖骨等間充質間充質胚性結締組織膜胚性結締組織膜骨小梁骨小梁骨化中心骨化中心 (ossification center) 初級骨松質初級骨松質改建改建膜內成骨示意圖膜內成骨示意圖膜內成骨膜內成骨（二）（二）膜內成骨膜內成骨（三）（三） 軟骨內成骨軟骨內成骨1. 概述概述見于四肢骨、軀干骨、見于四肢骨、軀干骨、部分顱底骨等部分顱底骨等間充質間充質透明軟骨透明軟骨骨化骨化軟骨內成骨示意圖軟骨內成骨示意圖軟骨雛形的形成

16、軟骨雛形的形成間充質細胞密集間充質細胞密集透明軟骨透明軟骨軟骨軟骨雛形雛形 (cartilage model)骨領的形成骨領的形成軟骨雛形中段軟骨膜下骨祖細胞軟骨雛形中段軟骨膜下骨祖細胞初級骨松質初級骨松質骨領骨領 (bone collar)軟骨膜軟骨膜骨膜骨膜骨領生長、改建骨領生長、改建骨干的骨密質骨干的骨密質2. 基本過程基本過程骨領的形成骨領的形成軟骨雛形軟骨雛形（三）（三） 軟骨內成骨軟骨內成骨初級骨化中心的形成初級骨化中心的形成軟骨雛形中央軟骨雛形中央軟骨細胞肥大、軟骨細胞肥大、退化，基質鈣化退化，基質鈣化骨外膜血管、骨祖細胞、破骨骨外膜血管、骨祖細胞、破骨細胞進入細胞進入破骨細胞破

17、骨細胞吸收軟骨基質吸收軟骨基質初級初級骨髓腔骨髓腔成骨細胞在殘留軟骨基質表面成骨細胞在殘留軟骨基質表面成骨成骨過渡型骨小梁。過渡型骨小梁。上述區域為上述區域為初級骨化中心初級骨化中心初級骨化中心初級骨化中心(POC)POC（三）（三） 軟骨內成骨軟骨內成骨次級骨化中心與骨骺形成次級骨化中心與骨骺形成長骨兩端中央長骨兩端中央先后骨化先后骨化次級次級骨化中心骨化中心骨化向周圍擴展骨化向周圍擴展初級骨松質初級骨松質骨骺骨骺骨骺改建骨骺改建內為骨松質，表面為內為骨松質，表面為薄層骨密質，關節面保留透明（關薄層骨密質，關節面保留透明（關節）軟骨節）軟骨骨干和骨骺之間骨干和骨骺之間一層軟骨為一層軟骨為骺骺

18、板板 (epiphyseal plate)次級骨化中心次級骨化中心 (SOC)SOC骺板骺板SOC（三）（三） 軟骨內成骨軟骨內成骨骨的加長：骺板生長骨的加長：骺板生長從骨骺端到骨髓腔可見：從骨骺端到骨髓腔可見：軟骨貯備區軟骨貯備區軟骨增生區軟骨增生區軟骨鈣化區軟骨鈣化區成骨區成骨區骺板骺板骨化骨化骺線（骨停骺線（骨停止加長）止加長）17-20歲歲骺板的生長骺板的生長骺線骺線（四）（四） 骨的生長骨的生長骨的增粗骨的增粗骨干骨密質中骨單位的形成骨干骨密質中骨單位的形成骨膜成骨細胞骨膜成骨細胞環骨板環骨板外環骨板加厚外環骨板加厚 內環骨板吸收內環骨板吸收骨增粗骨增粗骨髓腔擴大骨髓腔擴大骨單位的形

19、成骨單位的形成第三代第三代骨單位骨單位間骨板間骨板第二代第二代骨單位骨單位第一代第一代骨單位骨單位（四）（四） 骨的生長骨的生長（五）（五）影響骨生長發育的因素影響骨生長發育的因素遺傳因素遺傳因素環境因素環境因素激素：生長激素，甲狀腺激素，激素：生長激素，甲狀腺激素，甲狀旁腺激素和降鈣素，性激素，甲狀旁腺激素和降鈣素，性激素，糖皮質激素等糖皮質激素等 維生素：維生素：Vit A, C, D生長生長/細胞因子細胞因子: FGF, TGF 等等其他其他GH分泌異常引起的巨人癥分泌異常引起的巨人癥(上上)和侏儒和侏儒(下下) 組織工程組織工程 (tissue engineering)概念：組織工程一

20、詞于概念：組織工程一詞于1987年提出。其含義是：應用年提出。其含義是：應用生命科學和工程學原理和方法，在認識哺乳動物正常和生命科學和工程學原理和方法，在認識哺乳動物正常和病理組織結構與功能關系病理組織結構與功能關系的基礎上，研究、開發生的基礎上，研究、開發生物代用品，以修復、維持物代用品，以修復、維持或改善人體組織和器官的或改善人體組織和器官的形態和功能。它是生物醫形態和功能。它是生物醫學和材料、工程科學交叉學和材料、工程科學交叉融合產生的一種前沿技術融合產生的一種前沿技術和新興學科。和新興學科。組織工程組織工程組織工程的基本方法組織工程的基本方法基本方法：取少量自體或異基本方法：取少量自體

21、或異體組織，在體外分離培養和體組織，在體外分離培養和擴增種子細胞擴增種子細胞 (seed cells)；制備三維支架制備三維支架(scaffold) ；將；將種子細胞種植到支架上，將種子細胞種植到支架上，將細胞細胞-支架復合物植入體內，支架復合物植入體內，或在體外培養到形成具有一或在體外培養到形成具有一定結構和功能的組織或器官，定結構和功能的組織或器官，用于組織修復。用于組織修復。要素要素種子細胞：自體或異體細胞，種子細胞：自體或異體細胞，組織細胞或干細胞組織細胞或干細胞(誘導分化誘導分化)等。必須有足夠數量等。必須有足夠數量，具有，具有增增殖和分化為特定細胞的能力殖和分化為特定細胞的能力生長

22、因子：在模擬體內微環境的培養體系生長因子：在模擬體內微環境的培養體系 (生物反應器生物反應器)加加入適當的生長因子入適當的生長因子，促進細胞增殖，促進細胞增殖/分化，保持其表型和功能分化，保持其表型和功能 三維支架：為細胞提供黏附表面，促進細胞增殖、分化，三維支架：為細胞提供黏附表面，促進細胞增殖、分化，還可作為生長因子的可控釋放載體。要求：良好的生物相容還可作為生長因子的可控釋放載體。要求：良好的生物相容性，多孔的三維結構，良好的材料性，多孔的三維結構，良好的材料-細胞界面，可降解性和可細胞界面，可降解性和可塑性。主要有：聚羥基乙酸、聚乳酸、細胞外基質成分如膠塑性。主要有：聚羥基乙酸、聚乳酸、細胞外基質成分如膠原、纖維蛋白等原、纖維蛋白等 組織工程組織工程組織工程的組織工程的3個要素個要素組織工程皮膚組織工程皮膚實驗中的組織工程耳實驗中的組織工程耳應用：目前應用組織工程技術已應