新型低弹性β钛合金关节微表面假体修复软骨全层缺损的实验研究

摘要

背景：
　　由创伤、肿瘤、剥脱性骨软骨炎及关节退变等造成的关节软骨面局部全层缺损和变性坏死较为常见。资料表明，由于关节软骨无血管、神经及淋巴液供给，同时软骨细胞所处的环境又比较孤立，这就使得软骨的愈合能力很弱，因此对于如何修复软骨面缺损引起的骨关节疾病成为广大医学工作者非常关注的问题。临床上也采用各种方法来修复和重建关节软骨，但也存在诸多的局限性：软骨下钻孔术、软骨磨削等只能促使纤维或纤维软骨的形成，并不能恢复受损伤的关节面以及阻止软骨面的进一步退变，且在老年患者中的疗效越来越差；自体软骨移植来源有限费用昂贵使其应用受到限制，异体移植物的免疫反应仍是移植技术中的一大难题；生物材料、骨膜和软骨膜移植、以及细胞因子或基因疗法等取得了令人鼓舞的实验室数据，但存在许多不可预知的临床结果。因此，单髁或全膝关节置换术就会成为许多中年患者最终选择的治疗方案，与此同时，反复的人工关节翻修术和相关并发症将会伴随患者一生。
　　目的：
　　本实验通过对新型低弹性β钛合金微表面假体修复家犬膝关节股骨内髁软骨全层缺损效果的评估，研究关节表面微假体修复关节软骨全层缺损的可行性及低弹性模量材料对周围骨组织形成的影响,目的在于针对患有软骨全层损伤的中年患者，提供一种临时或替代的治疗策略来推迟关节置换，维持更长时间的关节功能，为临床的应用提供更为可靠的实验依据。方法
　　16只成年家犬，制备双侧股骨髁直径7mm软骨面全层缺损，选用弹性模量42GPa（低弹）和110GPa（高弹）钛合金材料制备关节表面微假体分别置于左右膝关节软骨缺损区，术后3个月取材，行X线片、显微CT扫描、骨计量学分析、组织学检测及生物力学测试，观察关节表面微假体稳定性及周围骨质生长情况。
　　结果：
　　修复后3个月X线片示关节表面微假体位置良好，无塌陷、松动，钉帽周围软骨生长良好，完全填充钉帽周边软骨间隙，关节软骨面平整。显微CT三维重建及骨计量学分析显示低弹性模量组骨体积分数、骨小梁厚度、骨小梁数量及骨密度平均为0.389％±0.025％、（0.049±0.002）μm、（8.9±0.4）mm-1、（652.7±12.6）mg/mm3，而高弹性模量组平均分别为0.253％±0.024％、（0.038±0.002）μm、（5.9±0.4）mm-1、（595.2±7.6）mg/mm3，以上指标两组间比较差异均有统计学意义（P<0.05）。组织学观察显示低弹性模量组微关节表面假体固定钉周围有更多的新生骨小梁包绕，钉骨结合牢固，界面成骨量明显高于高弹性模量组。低弹性模量组的最大轴向拔出力为181.3±2.17N，高弹性模量组为143.8±1.38N，两组间差异有统计学意义（P<0.05）。
　　结论：
　　关节微表面钛合金假体可以作为关节软骨面部分缺损的修复方法，低弹材料更能有效避免应力遮挡效应，促进钉骨界面新骨的形成，有利于假体的生物稳定性。

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封面

声明

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缩略语表

中文摘要

英文摘要

前 言

文献回顾

一、与软骨修复有关的因素

二、关节软骨缺损修复的方法

三、植入物的弹性模量与骨界面应力

四、研究意义和设想

正 文

实验新型低弹性β钛合金关节微表面假体修复软骨全层缺损的实验研究

1 材料

2 实验方法

3 结果

4 讨论

小 结

参考文献

个人简历和研究成果

致谢