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目的:Masquelet技术又称诱导膜技术,是目前治疗肢体大段骨缺损的有效方法。如何减少自体骨的使用量是该技术的一个亟待解决的问题。本实验针对如何减少自体骨使用量的问题,制作动物实验模型,应用自体骨附加磷酸钙骨水泥充填骨缺损的手术方案,建立等效验证试验,探究该手术方案的可行性,为临床使用提供参考依据。方法:取健康成年新西兰大白兔44只,按随机数字表法随机选取8只实验兔行预实验,安乐死后,截取双侧前肢分离桡骨,截取桡骨中段1.5cm,将桡骨髓腔近似等效为圆柱体,测量底面直径。剩余36只实验兔,再按随机数字表法,将其随机分为A、B、C、D四组(9只/组)。所有实验兔于双侧桡骨截骨1.5cm制作肢体骨大段骨缺损的动物模型,将PMMA骨水泥植入骨缺损区,缝合手术切口。在同等条件下饲养5周,可在骨水泥周围形成完整的诱导膜,每组随机抽取1只实验兔,使用空气栓塞的方式处死,提取诱导膜组织,制成病理切片,行组织学观察,观察诱导膜的组织结构以及血管生成情况。剩余的32只实验兔取出PMMA骨水泥,保留完整的诱导膜。在完整的诱导膜管内,四组实验兔采用四种不同的填充骨缺损的方式。A组:用自体骨附加用磷酸钙骨水泥填充,即,将磷酸钙骨水泥塑形成与桡骨缺损区髓腔大小相似的柱状结构并置于缺损区中央类似髓腔的位置,然后在骨水泥柱周围环形植入自体髂骨粒。B组:单独全部使用自体髂骨粒填充。C组:单独使用柱状磷酸钙骨水泥填充。D组:不做填充处理。A组为实验组,B、C、D为不同的对照组。术中对B组植入自体骨的体积进行测量计算,它代表了常规自体骨移植的骨移植量,并结合代表节约骨量的柱状磷酸钙骨水泥的体积,估算节约骨量百分比。在诱导膜管内填充移植物的术后第3周及第7周,对手术区域行X线检查,观察骨缺损区的骨愈合情况,并用Lane-Sandhu X线评分,用统计学分析结果。于诱导膜管内填充移植物的术后第7周完成X线检查后,使用空气栓塞的方式处死兔子32只,取双侧桡骨,进行大体观察,并提取骨缺损区的组织制成病理切片进行组织学观察。结果:1预实验中兔桡骨直径的测量及柱状磷酸钙骨水泥制作模型的选取:经统计学分析,桡骨中段髓腔直径测量值近似于正态分布,其均值为3.1mm,具有代表性。根据测量结果,选取3mm的塑料软胶管,消毒,以备制作柱状磷酸钙骨水泥使用。2在诱导膜形成后提取诱导膜的组织学观察的结果:显微镜下可见大量的成纤维细胞及新生毛细血管形成。该结果与谢肇等学者观察到的诱导膜组织学结构近似,证明造模成功。3对A、B、C、D四组兔子在诱导膜管内填充移植物的术后的第3周及第7周的Lane-Sandhu X线评分行重复测量方差分析的结果:3.1整体比较(两因素重复测量方差分析):四组组间比较、两个时点间比较及分组与时间的交互作用均有显著意义(P<0.05)。提示A、B、C、D四组组间Lane-Sandhu X线评分不同,四组在两个时点LaneSa-ndhu X线评分有较大的变化,且四组的Lane-Sandhu X线评分随时间变化的趋势有差别,遂需要进一步比较。3.2组间比较(单因素方差分析+多重比较):在诱导膜管内填充移植物的术后的第3周及第7周,A、B、C、D四组组间Lane-Sandhu X线评分组间整体比较,差异显著(P<0.05);A、B组Lane-Sandhu X线评分差异不显著(P>0.05);其余各组两两比较,发现Lane-Sandhu X线评分差异显著(P<0.05)。结合数据分析:A、B两组在诱导膜管内填充移植物的术后的第3周及第7周,Lane-Sandhu X线评分相近且明显高于C、D两组。C组在诱导膜管内填充移植物的术后的第3周及第7周,Lane-Sandhu X线评分高于D组。结合试验分析:A组与B组骨缺损修复效果相近,在磷酸钙骨水泥柱周围环形植入自体髂骨粒的手术方式可以替代在骨缺损区单独植入自体髂骨粒的手术方案,从而可以减少自体骨的使用量。3.3组内比较(配对t检验):在诱导膜管内填充移植物的术后的第3周与第7周相比,A、B、C组的Lane-Sandhu X线评分差异显著(P<0.05),D组的Lane-Sandhu X线评分差异不显著(P>0.05)。结合数据分析:A、B、C三组在诱导膜管内填充移植物的术后第7周的LaneSandhu X线评分均高于在诱导膜管内填充移植物的术后的第3周。D组在诱导膜管内填充移植物的术后的第3周与第7周Lane-Sandhu X线评分相近。结合试验分析:D组骨缺损修复效果随时间变化不明显,可以作为空白对照组。4大体及组织学观察:4.1大体观察:在诱导膜管内填充移植物的术后第7周,A组可见磷酸钙骨水泥柱位于骨缺损中央,外周被硬化骨包绕,骨折线模糊;B组可见骨缺损大部分被硬化骨包绕,骨折线模糊,髓腔形成;C组可见磷酸钙骨水泥柱位于骨缺损中央,周围有纤维结缔组织包绕,靠近两侧骨折端有少量骨质形成,未形成骨性连接;D组可见骨缺损断端骨质硬化,未见骨连接形成。4.2组织学观察:在诱导膜管内填充移植物的术后第7周,A组镜下可见塑性良好骨皮质,髓腔中央的磷酸钙骨水泥消失,遗留空腔。B组镜下可见塑性良好骨皮质及发育正常的髓腔。C组镜下可见髓腔中央的磷酸钙骨水泥消失,遗留空腔,空腔周围少量皮质骨形成,未塑性。D组镜下可见纤维连接形成,未见骨细胞。5节约自体骨量百分比的计算:经统计学分析,B组植入自体骨的体积,近似于正态分布,其平均值具有代表性。经计算,B组植入自体骨量的体积平均约为0.23cm3,柱状磷酸钙骨水泥的体积约为0.11cm3。带入表达式可知,节约骨量约为47.83%。结论:自体骨附加磷酸钙骨水泥应用于Masquelet技术可以达到与在骨缺损处全部填充自体骨一样的实验效果,本实验方法可以有效减少自体骨的使用量,与常规自体骨移植相比,约节约自体骨量47.83%,可为临床上使用Masquelet技术治疗大段骨缺损时如何减少自体骨的使用量提供参考。