基于Masquelet技术骨缺损区植入nCS/PRP-gel修复大段骨缺损的实验研究

来源 :广州医科大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:worbestczhy
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研究背景:骨缺损是指骨的形态及构造的完整性遭到破坏,是骨科医师在临床工作中常常遇到的疑难疾病。20世纪80年代Schmitz首次提出了临界骨缺损的概念:长骨骨干的骨缺损长度为骨干直径的1.5倍即为临界骨缺损。而超过临界骨缺损的长骨干骨缺损就称为大段骨缺损。大段骨缺损是机体自然状态下愈合无法修复的。大段骨缺损的修复更是长期困扰骨科临床医师的难题。大段骨缺损的致病原因包括创伤、感染、肿瘤切除术后、先天性疾病等。目前修复大段骨缺损的方法主要有带血管蒂自体骨移植技术、异体骨移植、Illzarov骨搬移技术、组织工程骨修复技术等。但这些技术都由于其自身存在的临床缺陷而在临床上应用局限化。1986年,法国Masquelet提出了“诱导膜”的概念并开始研究将诱导膜相关技术应用于临床实践,其于2000年报道了应用“诱导膜”技术治疗35例长管骨的骨干部分骨缺损病例,骨缺损区域平均长度为4~25 cm,诱导膜形成并植骨后平均4个月时间医学影像学检查显示骨缺损区域全部愈合良好,骨痂形成基本完全,此后人们将这项技术称为“Masquelet技术”。Masquelet技术在操作上不需要显微外科技术,不需要使用外固定支架,术后患者护理简便,可以进行足够长度的大段骨缺损修复,今天在生物材料和骨组织工程修复技术迅速发展的背景下,Masquelet技术在大段骨缺损中应用日渐得到推广,其相关研究也在逐渐深入。研究目的:Masquelet技术应用逐渐广泛,操作逐渐成熟的同时,该技术仍然存在一定技术缺陷,如需要二次手术给患者增加身体创伤及心理损伤,自体骨来源局限,二期需要取自体髂骨造成手术创伤增加等。该实验基于Masquelet技术二期骨缺损区植入nCS/PRP-gel替代传统Masquelet技术二期自体髂骨松质骨植骨,比较nCS/PRP-gel在Masquelet技术二期成骨效能与传统Masquelet技术二期自体髂骨松质骨植骨成骨效能,以期待可以使用nCS/PRP-gel替代传统Masquelet技术二期自体髂骨松质骨植骨来修复大段骨缺损。实验方法:本研究计划按照Masquelet技术二期手术后的观察时间进行分组(二期手术安排在Masquelet技术一期手术后6周进行),时间分组为3W,4W,6W,8W。实验设计使用20只3月龄大新西兰兔,每个时间点组使用实验用兔数量为5只,每个时间点组的5只实验用兔又分为3只实验组及2只对照组。但由于实验过程中实验场所及环境的限制,最后该实验仅剩17只实验用兔,于是以剩余的17只3月龄大新西兰兔为研究对象,雌雄不分,按随机化原则分入上述4个时间组。分别于一期手术制造骨缺损(实验用兔平均骨干直径范围0.6-0.8cm,骨缺损范围均为1.5cm)并放置骨水泥占位器。实验用兔一期手术后统一6周进行二期手术,二期手术后按取材时间分为3W、4W、6W、8W组,3W组包含2只实验用兔(1实验组、1对照组),4W组包含9只实验用兔(3实验组、6对照组),6W组包含4只实验用兔(2实验组、2对照组),8W组包含2只实验用兔(1实验组、1对照组)。实验组新西兰兔二期应用Masquelet技术在自体诱导膜腔内移除骨水泥占位器,并植入nCS/PRP-gel。对照组新西兰兔二期应用Masquelet技术在自体诱导膜腔内移除骨水泥占位器,并在自体同侧髂骨取松质骨置入自体诱导膜腔内修复骨缺损。在二期手术术后3W、4W、6W、8W分别进行拍摄X线片、外观测量、取材,对成骨骨组织进行H&E染色,免疫组化检测BMP-2、VEGF、TGF-β1,通过RT-PCR方法检测VEGF、TGF-β1、Runx-2基因表达情况。比较实验组与对照组上述指标统计学差异,进而得出实验组及对照组成骨效能差别有无统计学意义的结论。实验结果:通过比较实验组及对照组实验用兔在Masquelet技术二期术后3W、4W、6W、8W的成骨骨组织外观观察、拍摄X线片,可见实验组及对照组成骨骨组织形态学上无明显差异,X线空间骨质像素值统计分析显示实验组及对照组差别无统计学意义(P>0.05)。实验组与对照组成骨骨组织H&E染色未见明显组织学上的差异。实验组与对照组成骨骨组织免疫组化检测BMP-2、VEGF、TGF-β1含量后显示实验组BMP-2、VEGF、TGF-β1的表达均相对对照组更高,且随着时间推移实验组与对照组的数值差距均表现为先增大后减小,实验组与对照组在3W、4W、6W、8W的总体变化趋势相同,可认为实验组与对照组成骨效能基本相同,但实验组与对照组成骨机制不同。实验组与对照组成骨骨组织基因逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)检测Runx-2、VEGF、TGF-β1基因表达情况,结果显示在3W、4W、6W时间点上实验组Runx-2、VEGF、TGF-β1的表达均相对对照组更高,且随着时间推移实验组与对照组的差值均表现为先增大后减小,实验组与对照组在3W、4W、6W的总体变化趋势相同,可认为实验组与对照组成骨效能基本相同,但实验组与对照组成骨机制不同。实验结论:基于Masquelet技术骨缺损区植入nCS/PRP-gel修复大段骨缺损的成骨效能与自体髂骨松质骨植骨成骨效能基本相同,可以考虑基于Masquelet技术骨缺损区植入nCS/PRP-gel替代植入自体髂骨松质骨修复大段骨缺损。但基于Masquelet技术植入nCS/PRP-gel修复大段骨缺损的成骨机制与自体髂骨松质骨植骨修复大段骨缺损的成骨机制不相同。
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