全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA)是目前治疗严重髋部疾病常用的方法。随着人工髋关节假体改进及手术技术等不断发展,手术满意率普遍较高。人工关节置换术已经成为一种相对成熟、性价比高的治疗手段,能够有效改善患者的生活质量。在有效预防感染、提高假体抗疲劳强度的前体下,假体的无菌性松动成为影响人工关节使用年限的主要原因(占手术失败的75%)。因此如果能够在无菌性假体松动发生早期,进行及时的干预有望延缓或者逆转假体松动的发生。X射线作为一种电离辐射,在包括医学在内的许多领域中有着广泛的应用。低剂量X线辐照离体成骨母细胞,发现可以促进成骨细胞增殖、分化过程,从而加速骨折愈合。我们的前期研究发现低剂量X线照射能够促进成骨细胞的增殖、分化。此外,低剂量X线照射具有明显抑制炎症的效应,因此理论上低剂量X线照射可能有利于在无菌性假体松动早期对假体周围组织反应的逆转或延缓假体松动的发生。第一部分:建立可有效观察兔无菌性假体松动早期模型目的:通过Ti颗粒的注射模拟假体周围磨损颗粒产生的早期微环境,观察假体周围组织的变化及血清学相关指标的变化,明确该模型的有效性及可检测性,为进一步研究低剂量X线照射这一干预因素提供实验基础。方法:健康雄性成年新西兰大白兔16只,体重2~2.5 kg。随机分为实验A组及对照B组,各8只。各组动物做髌骨内侧切口,脱位髌骨,暴露股骨远端,于双侧股骨髁间窝前2mm处做一骨隧道,植入1枚直径3.2mm、长15 mm的带有羟基磷灰石图层的钛棒假体,A组动物左腿在植入假体前于隧道内注入0.2ml浓度为1.0g/ml的Ti颗粒悬液,B组动物左腿注入等量生理盐水后置入同规格假体作为对照。术后不制动。术后第1~3天肌注青霉素,10万u/Kg;分别于0d、2w、4w、8w四个时间点采集标本血清液,第8w处死动物获取股骨生物标本。ELISA法检测ALP、PINP、CTX-1的含量;Micro-CT检测假体周围骨组织变化;生物力学比较两组力学的变化并作硬组织切片观察假体周围组织。结果:实验组与对照组相比:ALP、PINP、CTX-1在各时间段差异无显著性。Micro-CT结果显示A组假体周围的各向异性(DA)明显低于B组,差异具有统计学意义,同时骨小梁厚度(Tb.Th)也有下降趋势。但其骨小梁数目(Tb.N)骨体积分数(BV/TV)骨密度(BMD)差异没有统计学意义。组织切片检测结果示:A组假体周围有明显的炎性假膜形成,同时可见Ti颗粒周围矿化的纤维组织。生物力学结果显示,A组与B组差异无统计学意义。结论:在兔假体局部出现炎性反应,血清学中成骨、破骨代谢指标没有变化时,假体周围骨量没有下降,假体力学性能正常的情况下,利用Ti颗粒周围的纤维矿化会降低假体周围骨小梁DA这一特点,可通过DA间接反映局部的炎症程度。第二部分:低剂量X线照射对假体松动早期周围组织结构的影响目的:研究低剂量X线照射后,假体松动早期动物模型假体周围组织结构的变化及特异性血清学指标的的变化情况。方法:建立如前假体松动早期兔模型照射组和对照组,每组8只。术后两天,照射组左膝关节接受0.5Gy-X线局部单次照射,术后不制动。术后第1~3天肌注青霉素,10万u/Kg;分别于0d、2w、8w三个时间点采集标本血清液,第8w处死动物获取股骨生物标本。ELISA法检测血清PINP、CTX-1的含量;Micro CT检测假体周围骨小梁的微观结构;生物力学比较两组假体的最大压出力;硬组织切片观察假体周围组织结构。结果:在不同时间段,两组动物外周血清中CTX-1含量的差异无显著性;PINP在0w、8w时间段外周血清中含量差异无显著性,而2w时间段PINP含量有显著性差异(P<0.05),且照射组高于对照组。Micro-CT结果显示照射组假体周围骨小梁的各向异性(DA)明显高于对照组;硬组织切片检测结果示假体周围的炎症反应,照射组明显减轻。照射组与对照组两组的生物力学差异无统计学意义。结论:低剂量X线照射使动物模型外周血清中PINP含量升高,而不影响破骨代谢指标CTX-1,从而有利于骨形成而不影响骨吸收。同时低剂量X线可有效的抑制磨损颗粒诱导的局部炎症反应,改善假体周围组织的病理学特征。