论文部分内容阅读
目的:制备PDA涂层修饰并结合BMP2微球的3D打印多孔PCL支架并研究其成骨性能。方法:制备四组支架（PCL裸支架;PCL+PDA支架;PCL+PDA+BMP2支架;PCL+PDA+BMP2微球支架）,尺寸均为直径4mm ×高度4mm。体外实验中,观察支架大体照,并利用扫描电子显微镜观察支架的微观结构（放大30倍、2500倍、5000倍）。四组支架上接种骨髓间充质干细胞以检测细胞增殖情况。检测两组支架（PCL+PDA+BMP2支架组、PCL+PDA+BMP2微球支架组）的BMP2释放情况。四组支架内接种骨髓间充质干细胞,检测成骨基因以及成软骨基因。体内实验中,将30只新西兰大白兔随机分为五组,每组六只。麻醉后于左侧股骨远端做一直径4mm的骨缺损。对照组骨缺损处不植入支架,实验组依照分组不同,分别植入PCL裸支架;PCL+PDA支架;PCL+PDA+BMP2支架;PCL+PDA+BMP2微球支架。术后3月处死实验动物,取左膝股骨远端作为标本拍摄大体照,Micro-CT检测,以及组织学染色（HE染色和番红O染色）。结果:体外实验中,支架大体照可以观察到PCL裸支架为白色,经PDA修饰后PCL支架变为黑色。扫描电子显微镜下可以观察到PCL支架表面光滑;PCL支架经PDA修饰后表面形成颗粒,进而可以和BMP2相结合;PCL+PDA+微球BMP2支架表面可见微球颗粒均匀分布于支架表面。PCL+PDA支架组、PCL+PDA+BMP2支架组以及PCL+PDA+BMP2微球支架组的细胞增殖情况较PCL 裸支架组均有所增加（p<0.05）。PCL+PDA+BMP2 支架及 PCL+PDA+BMP2微球支架的BMP2释放情况在14天后可以达到平稳释放。PCL+PDA+BMP2支架组及PCL+PDA+BMP2微球支架组的成软骨相关基因（Aggrecan、COL Ⅱ、SOX-9）的表达、成骨相关基因（OPN、COLI、RUNX 2）表达明显上调（p<0.05）。在体内实验中,空白组、PCL裸支架组和PCL+PDA支架组对于骨缺损修复情况较差,并且有纤维样组织覆盖;PCL+PDA+BMP2支架组和PCL+PDA+BMP2微球支架组的缺损处修复情况更好,尤其是PCL+PDA+BMP2微球支架组缺损表面基本达到完全覆盖,并且有光滑的软骨样组织形成。Micro-CT结果也表明PCL+PDA+BMP2微球支架组在缺损处骨修复情况较另外四组更好,BV/TV值具有统计学差异（p<0.05）。HE染色及番红O染色显示PCL+PDA+BMP2支架组和PCL+PDA+BMP2微球支架组较空白组、PCL裸支架组和PCL+PDA支架组的骨修复、软骨修复效果更好,其中PCL+PDA+BMP2微球支架组的骨缺损处有大量骨组织填充,关节表面有较厚的软骨形成。结论:经PDA修饰的结合BMP2微球的3D打印PCL支架具有平稳BMP2释放特性,对成骨和成软骨均有一定的促进作用。目的:探讨3D打印技术辅助经后路椎弓根钉棒内固定治疗胸腰段椎体骨折的临床应用。方法:42例胸腰段椎体骨折（胸11至腰2）患者随机分为3D打印组和非3D打印组,3D打印组依据其术前64层多排螺旋CT扫描结果进行3D打印原型制造,结合计算机辅助设计CAD分析,术前在3D打印模型上模拟内固定植入,测量椎弓根螺钉直径、长度、进钉方向以及进钉点与后正中线的距离的术前预计值,并与术中实际使用情况对比。记录两组椎弓根螺钉的平均置钉时间、射线暴露时间。术后复查X射线片,并采用JOA评分评价腰背部功能恢复情况。结果:3D打印组的椎弓根螺钉术前计划值与术中实际使用值无显著性差异（p>0.05）,术后复查X射线片见内固定位置与骨折复位均满意。3D打印组较非3D打印组的手术平均置钉时间与平均射线暴露时间均减少（p<0.05）。3D打印组的术后1周、2周、1月JOA评分均优于非3D打印组（p<0.05）,术后6月两组间无显著性差异（p>0.05）。结论:3D打印技术制定的胸腰椎骨折手术计划操作简单,定位精准,可以缩短手术时间,减少手术创伤,患者可以早期康复。3D打印技术是一种安全有效的椎弓根螺钉置入辅助技术。