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研究背景股骨头缺血性坏死(Avascular Necrosis of the Femoral Head,ANFH)是骨科临床常见疾病,保守治疗往往疗效不佳,大部分继续进展至塌陷引起髋关节功能障碍,严重影响患者的生活质量。目前股骨头坏死的保髋治疗至少有两个方面值得重视:其一,是改善股骨头血供及微循环,诱导骨与软骨再生,促进股骨头坏死修复;其二,是加强或替代软骨下骨的力学效能以防止塌陷。骨组织工程学的进展拓展了治疗股骨头坏死的思路。但由于种子细胞的体外培养困难,需要的时间长,容易污染,而且多次传代扩增可能引起细胞的生物学性状改变甚至恶变,限制了其临床应用。非细胞型组织工程化骨是由支架材料复合生长因子和自体骨髓(含有少量种子细胞,但未经体外培养)而成,省略了分离和体外培养细胞的步骤和费用,防止了相关污染和细胞性状改变等,是现阶段较为可行的将骨组织工程学成果应用于临床的简化方法。我们设计以纳米珍珠层人工骨(Nano-Nacre/PDLLA Artificial Bone,NNAB)为载体,复合骨形态发生蛋白-2(Bone Morphogenetic Protein-2,BMP-2)和自体骨髓(autologous bone marrow,ABM)构成非细胞型组织工程化骨(NoncelluarTissue Engineered Bone,NTEB)复合物,通过大转子下经股骨颈中心髓芯减压隧道将该复合物植入到股骨头坏死区。利用纳米珍珠层人工骨良好的组织相容性、骨传导性和其吸附的骨形态发生蛋白和自体骨髓的骨诱导和成骨能力促进骨坏死的修复,利用纳米珍珠层人工骨的支架支撑作用防止股骨头塌陷,旨在通过多种有利因素对股骨头缺血性坏死起到治疗修复作用。目的:1、探索以纳米珍珠层人工骨作为载体复合骨形态发生蛋白和自体骨髓构建非细胞型组织工程化骨的可行性。2、探索髓芯减压结合植入纳米珍珠层人工骨构建的非细胞型组织工程化骨是否能增强股骨头抗塌陷的能力和有效治疗股骨头缺血性坏死。方法:12只健康成年杂种犬,10只(20髋)以液氮冷冻法建立股骨头坏死模型,其余2只作为正常对照组。4周后检验造模情况、实施治疗干预并处死正常对照组动物,造模动物随机分为3组:纳米珍珠层人工骨治疗组(A组,4只,8髋),髓芯减压治疗组(B组,4只,8髋),坏死对照组(C组,2只,4髋)。A组髓芯减压结合植入纳米珍珠层人工骨构建的非细胞型组织工程化骨治疗,B组单纯髓芯减压治疗,C组用以检验造模情况并作为股骨头坏死治疗前基准数据。未造模动物即正常对照组(D组,2只,4髋)。治疗干预后第4、12周,A、B两治疗组各2只动物处死。C、D两组动物同周处死,所有动物均行影像学、生物力学及组织学检查。使用析因设计的方差分析比较各不同组及不同时间的抗压强度差异是否有统计学意义,多重比较使用LSD检验,P＜0.05为有统计学意义。结果:1、影像学结果纳米人工骨组植入材料在术后4周时可见X线照片条状阴影,12周时,植入材料与周围骨质密度对比变得模糊,CT可以看到条状移植物与周围骨质紧密接触且密度对比变得趋于一致。髓芯减压组术后X线照片仅见股骨大粗隆皮质骨钻孔处低密度影,减压通道在X线照片显示不明显。CT重建可见减压通道低密度影持续存在。2、生物力学结果治疗方法和治疗时间对股骨头抗压强度改善无交互效应,各组抗压强度差异有显著性(F=146.291,P=0.000),在数值上从小到大依次是坏死对照组、髓芯减压组、纳米珍珠层人工骨组和正常对照组(P=0.000)。术后12周时股骨头抗压强度比术后4周时股骨头抗压强度高,差异有显著性(F=8.092,P=0.009)。3、组织学结果纳米珍珠层人工骨组:4周时,新生骨基质及细胞分布于材料与骨的界面,材料内部出现散在的细胞群落及基质。12周时,大量新生骨组织形成,移植物周围降解吸收,降解的空间由新生骨组织占据,新骨形成表现为软骨内成骨,新生骨组织顺移植物孔隙将材料分割包围。4周和12周时均没有发现材料周围纤维包裹或炎症细胞浸润等现象。髓芯减压组:4周、12周髓芯减压区均以纤维结缔组织填充为主,未见新生骨组织。结论:1、纳米珍珠层人工骨作为缓释载体复合骨形态发生蛋白和自体骨髓构建非细胞型组织工程化骨是可行的。2、髓芯减压结合植入NNAB/BMP/ABM构建的NTEB治疗股骨头坏死,可以改善股骨头抗塌陷的力学性能和促进股骨头坏死修复,材料吸收及新骨形成亦较为理想,是一种值得继续深入研究的治疗股骨头坏死的方法。