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目的:研究非血管化结构性骨移植,在骨缺损靶区域与骨小梁或骨应力不同方向的植骨方式,对骨愈合微环境的影响,分析其可能存在的原理及机制。通过对植骨后骨缺损靶区域微环境的指标测定,从影像学及微观结构对骨缺损不同植骨方式的修复重建作进一步深入研究。为临床治疗骨缺损这一难题开拓新思路、提供新方法。方法:本实验首先建立骨缺损模型,选同产地、4-6个月、体重2.5-3.5kg的新西兰大白兔38只,雌雄不限,在一侧股骨中段截骨15mm(包括骨膜),骨断端用骨蜡封闭髓腔,微型钢板固定股骨,维持骨断端15mm间距,于12周后经X线确定骨缺损情况。选取已制成骨缺损模型的新西兰大白兔38只(保留2只),随机均分A、B、C、三组,每组12只。以3%戊巴比妥钠经耳缘静脉注射进行麻醉,取同一侧自体髂骨作植骨来源,并将所取髂骨沿骨小梁或应力方向剪成大小相等8块。先取出制作股骨缺损模型的钢板螺钉,清理骨缺损处纤维组织、硬化骨,复通髓腔,复位,对线良好,微型钢板、螺钉内固定。A组按照髂骨块应力(骨小梁)方向平行股骨纵轴方向植于股骨缺损区;B组按照髂骨块应力(骨小梁)方向垂直股骨纵轴方向植于股骨缺损区;C组将髂骨块随机植于股骨缺损区。术后自制夹板固定2周。分别于2、4、8周三个时间点进行检测,每个时间点每组随机抽取4只大白兔,检测指标为:1、观察动物的一般情况,包括术后观察体温、活动、精神、胃纳、伤口愈合情况。2、对实验侧股骨行X-Ray检查,大体观察了解骨缺损修复情况及骨痂生长情况,应用计算机图像分析处理软件测出植骨区平均光密度值,三组对照,计算光密度指数。3、空气栓塞法处死动物,迅速将所取标本置固定液保存、脱钙、脱水、蜡块包埋等处理,制作切片,厚4um,HE染色、CD34染色,用免疫组织化学方法对植骨区的阳性细胞占测量窗的面积(%)和新生骨生成量进行记录。第4、8周同法处理。结果:1.骨缺损模型的可靠性骨缺损模型制作12周后,X线检查显示:骨缺损区域无骨性连接,髓腔闭塞,断端硬化,两侧断端出现少量骨痂。大体标本:有少量比较薄的骨痂,骨缺损区为纤维瘢痕组织填充,缺损范围为:13-14mm,符合骨标准缺损(critical size defect,CSD)要求。2.一般情况观察三组实验兔,1只因麻醉死亡,1只可能手术创伤过大第二日死亡,将备留的2只实验兔替代进入实验步骤。在整个实验期内,所有实验动物都进行结果分析,动物生长良好,麻醉全醒后自由活动,切口均无红肿、渗出,不需拆线。各组实验兔至处死前笼内活动正常,移植骨无移位,钢板螺钉无松动、断裂,未出现继发骨折。3.大体标本观察术后不同时期未见骨缺损区域周围软组织变性、坏死,表面有纤维结缔组织。后期缺损区骨痂增粗、增大,皮质骨连续。4. X线观察结果2周时,移植骨均有变小,三组骨缺损区域界线清楚。A组,有少量斑片状阴影;B组,骨缺损区域无明显骨痂形成;C组,可见骨缺损区域有少量云雾状阴影形成。4周时:A组,骨缺损区域界线模糊,有大量骨痂形成;B组,骨缺损区域有骨痂形成,移植骨界线清楚;C组,骨缺损区域模糊不清,较B组骨痂生长明显。8周:A、B、C三组骨缺损区域移植物界线模糊,大量骨痂形成,骨皮质形成、连续,髓腔未完全相通。各组骨缺损区光密度指数随时间呈增加趋势,第4周时,A组与B组比较,有统计学意义(P<0.05);C组与B组比较,无统计学意义(P>0.05);A组与C组比较,有统计学意义(P<0.05)。第2、8周时,各组骨缺损区光密度指数比较,P>0.05,无统计学意义。5.标本病理结果5.1.免疫组化阳性细胞占测量窗的面积(%)术后2周:各组骨缺损区域血管明显增生, A组>C组>B组,PA-B<0.05,有统计学意义;PC-B<0.05,有统计学意义;PA-C<0.05,有统计学意义。术后4周:PA-B<0.05,有统计学意义; PC-B>0.05,无统计学意义;PA-C>0.05,无统计学意义。术后8周:A、B、C三组间阳性细胞占测量窗的面积(%)接近(P>0.05),无明显统计学差异。5.2组织切片新生骨生成量术后2周:各组骨缺损区有不同程度的新骨生成,A、B、C三组间比较P<0.05,有统计意义;术后4周:各组骨缺损区新生骨生成量较两周时明显增多,PA-B<0.05,有统计学意义; PC-B<0.05,有统计学意义;PA-C>0.05无统计学意义。术后8周:A、B、C三组间比较P>0.05,无统计学意义。结论:非血管化结构性骨移植在治疗骨缺损时,按骨小梁或应力方向不同植骨,对骨缺损的早期愈合是有影响的,将移植骨骨小梁方向与成骨方向一致植入骨缺损区,在早期骨愈合方面,要优于垂直骨生长方向植骨。