不同比例的同种异体松质骨、皮质骨材料对打压植骨转归影响的实验研究

摘要

目的：
　　本实验通过大体观察、X线及HE染色方法比较使用不同皮质骨质量分数的兔同种异体打压植骨移植物在植骨区域的转归情况，并定量分析显微CT下移植物的骨矿物质定量参数及体视学参数在三种不同材料转归中的差异。
　　方法：
　　选用新西兰大白兔55只，体重2.5-3.0kg，兔龄10-12周，雌雄不限。其中10只新西兰大白兔作为供体兔，取材选取双侧股骨头、股骨髁、肱骨头，刮除关节软骨，切去表面覆盖的皮质骨作为同种异体松质骨材料；选取股骨干作为同种异体皮质骨材料。对制备的同种异体骨材料进行颗粒化、称重并按皮质骨质量分数分装为三种规格，即0％、25%、50%，分别模拟临床中常用的三种打压植骨材料，即单纯松质骨(股骨头去皮质骨）、股骨头、髂骨，在预实验中已通过排水测量法计算得出三种材料中皮质骨的质量分数分别为0%、25%、50%。其余45只新西兰大白兔在双膝关节股骨内侧課骨建立直径7mm，深9mm圆柱形骨缺损，使用三种材料进行打压植骨技术，对每只新西兰大白兔进行编号随机分为三组，每组15只，按缺损中填充的骨材料分别为，A组（单纯松质骨组），B组：（75%松质骨+25%皮质骨），C组：（50%松质骨+50%皮质骨）。45只新西兰大白兔分别于术后4周、8周、12周分批次处死，对每一只新西兰大白兔进行膝关节侧位X线拍摄、大体观察，并对取材后的植骨区域标本进行H E染色、显微CT扫面，定量分析三种移植物在不同时期移植物转归的骨矿物质含量参数及体视学参数。
　　结果：
　　45只新西兰大白兔有1只死于麻醉意外，术后2只死于术后3周腹泻，1只死于术后6周植骨区域感染，意外死亡的4只新西兰大白兔均在及时补齐。其余新西兰大白兔术后恢复良好，术后2天进食、水恢复正常，伤口未见开裂及感染，一期愈合。
　　组织学观察：术后4周植骨区域可见大量断裂、萎缩、坏死骨小梁，纤维组织增生，大量破骨细胞沿坏死皮质骨周围排列。A组：少量成骨细胞分布于骨小梁周围形成少量新生骨小梁。B组：坏死的骨小梁周围可见颜色较透明的类骨质分布于成骨细胞与坏死骨小梁之间。C组：大量破骨细胞沿坏死皮质骨周围排列，少量沿坏死的骨小梁排列。术后8周：A组:大量成骨细胞分布于骨小梁周围，形成较多新生骨小梁。部分成骨细胞被新生骨小梁包裹内馅，新生骨小梁内部可见大量骨细胞均匀分布在骨小梁内部；B组：大量成骨细胞沿坏死骨小梁周围排列，可见少量新生骨小梁形成；C组：少量残存皮质骨碎片被破骨细胞大量包围，少量破骨细胞位于残存坏死骨小梁周围，部分成骨细胞沿骨小梁周围排列，可见少量新生骨小梁。术后12周：A组：大量新生骨小梁排列规则、紧密，骨小梁较宽，未见骨母细胞排列；B组：大量新生骨小梁排列规则，紧密，骨小梁较宽，骨小梁内部可见大量骨细胞均匀分布其中，未见骨母细胞；C组：植骨区域可见部分纤维组织增生，多灶性脂肪坏死，外周新生骨小梁排列散乱，较稀疏，骨小梁较细，可见少量骨细胞散在分布于部分骨小梁周围。
　　显微CT观察：（1)骨矿物质定量：在骨体积分数（BV/TV)方面：术后8周时A组与B C组存在统计学差异，P=0.001，术后12周时AB组与C组具有统计学意义，P=0.016;在骨矿物质密度（BMD)方面：术后12周 A B C三组无统计学意义，P=0.029;在组织骨密度（TMD)方面：术后12周时，A B C三组之间并无统计学意义，P=0.600;(2)体视学：在骨小梁数量（Tb.N)方面，术后12周时，ABC三组均无统计学意义，P=0.210;在骨小梁间距（Tb.Sp)方面，术后12周时，A B组无统计学差异，P<0.001;在骨小梁厚度（Tb.Th)方面，术后12周时，C组明显低于A B组，P=0.001。
　　结论：
　　三种打压植骨材料均能有效修复骨缺损，皮质骨的参与延缓了植骨区域成熟的过程；单纯松质骨组与25%皮质骨组12周时可以具有相同的修复效果，50%皮质骨组需大于12周的时间才能达到良好的修复效果；术后8周为25%与50%皮质骨组植骨区域骨质最薄弱的时期。

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