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第一部分建立动物模型【目的】建立一种人工关节无菌性松动的实验动物模型并且定量评价磨损颗粒诱导的骨溶解。【方法】在8-10周大的近交系BALB/c小鼠背部注射无菌空气形成气囊,后将近交系小鼠颅骨植入气囊。实验组小鼠气囊内注入聚乙烯磨损颗粒,对照组气囊内注入生理盐水,植骨后14天处死小鼠,取出气囊组织和颅骨骨片进行炎性因子(IT-1、TNF、VEGF)和破骨细胞激活相关基因(RANK/RANKL)的分子生物学检测。【结果】聚乙烯颗粒组气囊炎性反应较对照组明显,炎性细胞渗出增多,气囊囊壁变厚。在颗粒组的囊壁和骨组织界面上可以观察到大量抗酒石酸酸性磷酸酶染色(TRAP)阳性的破骨细胞,HE染色可见骨表明有明显的点状侵蚀。囊壁组织内炎性因子和RANK的mRNA含量明显高于对照组。【结论】植骨气囊模型是一种经济、快速、有效的模拟人工关节松动病理过程的实验动物模型。第二部分药物干预模型【目的】应用植骨气囊模型观察红霉素和阿伦磷酸钠防治人工关节松动的效果。【方法】应用8-10周大的BALB/c小鼠建立气囊模型,气囊成熟后在气囊内植入同基因小鼠颅骨,同时在气囊内注入超高分子聚乙烯颗粒。实验分四组:空白组气囊和腹腔均注射生理盐水(阴性对照);颗粒刺激组气囊注射聚乙烯颗粒,腹腔注射生理盐水(阳性对照);红霉素组气囊注射聚乙烯颗粒,腹腔注射红霉素;阿伦磷酸钠组气囊注射聚乙烯颗粒,腹腔注射阿伦磷酸钠。14天后处死,取囊壁和植入颅骨组织进行组织形态学和分子生物学检测。【结果】红霉素和阿伦磷酸钠组破骨细胞激活均受抑制,两者无显著差别。但红霉素组IL-1、TNF和VEGF含量明显下降,气囊炎性反应减轻,而阿伦磷酸钠无此抗炎作用。【结论】红霉素和阿伦磷酸钠均能抑制破骨细胞激活,红霉素可能通过抗炎性细胞激活来抑制破骨细胞溶骨,降低骨吸收;而阿伦磷酸钠无抗炎作用,可能通过抑制胆固醇合成,来抑制破骨细胞的分化、增殖及成熟,干扰破骨细胞功能,并促进其凋亡。本试验证明红霉素和阿伦磷酸钠均有可能成为延缓和治疗人工关节松动的药物。