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研究背景:骨折后金属植入材料内固定是当今最为重要和广泛的外科治疗手段。但目前临床使用的钛及钛合金材料本身具有的高弹性模量使其在固定中会引发应力遮挡效应,由此影响了骨的正常愈合和改建。目前临床广泛应用的Ti-6Al-4V合金弹性模量为110 GPa,相对于人皮质骨的弹性模量10～20 GPa仍然较高,在骨折愈合中有明显的应力遮挡效应。因此研制和开发具有低弹性高强度金属材料将有利于这一问题的解决。Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn是近年来研制的新型β钛合金,弹性模量低至33 GPa,更接近皮质骨。而强度达到800～900 MPa,明显优于现有的Ti-6Al-4V(600 MPa)。目的:通过建立大鼠双股骨干骨折模型,选用两种不同弹性模量的钛合金对骨折内固定进行对照研究,观察新型低弹高强度钛合金髓内钉对股骨干骨折愈合的作用及应力遮挡效应。方法:以SD大鼠为研究对象,采用Utvag方法制备双股骨骨折模型,选用临床广泛应用的弹性模量为110 GPa的Ti-6Al-4V钛合金及弹性模量为30 GPa的钛合金Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn制成髓内针固定骨折,左侧为高弹组,右侧为低弹组,分别于术后4周、12周行X线、Micro-CT、生物力学测定和组织形态学观察,检测骨小梁的体积(BV)、样本体积(TV)、骨体积分数(BVF)及最大载荷(ML)等指标,比较骨折区域骨痂形成、全股骨骨量及力学性能的变化,并进行统计学分析。结果:X线显示:术后4周,低弹组与高弹组骨折两端密度无明显差异,但低弹组较高弹组有更多的骨痂形成;术后12周,低弹组骨折两端密度比高弹组明显增高,且有更丰富的骨痂形成。Micro-CT、生物力学测定显示:术后4周,RIO1区低弹组TV高于高弹组、BVF低于高弹组,BV与高弹组无明显差异;RIO2区各值无明显差异。术后12周,RIO1区和RIO2区,低弹组TV、BV和ML均高于高弹组。术后4周低弹组与高弹组骨痂形状及骨干粗细无明显区别,术后12周低弹组骨痂形状及骨干粗细明显优于高弹组。组织形态学观察显示:4周时低弹组较高弹组形成了更多的骨小梁,有更丰富和更多粗大的血管;12周时低弹组显示了更多的胶原及骨痂形成,骨小梁更厚,板层骨排列更加规则。结论:新型低弹性模量钛合金内植物有利于骨折后早期新骨的形成,可减少固定节段骨量丢失,提高骨折愈合远期质量。