局部應(yīng)用rhBMP-2加速顱骨縫牽引成骨的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、第一部分兔矢狀縫牽引成骨模型的建立
　　目的:建立兔顱骨矢狀縫牽引成骨的動物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?應(yīng)用持續(xù)等張牽引及間斷牽引兩種不同的牽引方式驗(yàn)證該動物模型的可行性。
　　方法:以微型牽引種植釘(MSI)作為支抗,鎳鈦彈簧作為牽引力源,建立MSI兔顱骨矢狀縫彈力牽引成骨模型。應(yīng)用此矢狀縫MSI彈力牽引系統(tǒng)對18只11周齡的新西蘭白兔作矢狀縫牽引成骨實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　將實(shí)驗(yàn)動物隨機(jī)分為三組,持續(xù)等張牽引組(N=7),間斷牽引組(N=7

2、),對照組(N=4)。牽引周期29天,于0,5,11,17,23,及29天分別測量兩組動物微型牽引種植釘MSI牽開距離及X線頭影片觀察骨縫牽開情況;第7天,第27天注射四環(huán)素,在第17天注射鈣黃綠素,作為術(shù)后熒光組織切片觀察標(biāo)記。通過觀察動物對該牽引成骨系統(tǒng)的耐受性,比較各組骨縫牽開的距離,及觀察欠狀縫組織形態(tài)學(xué)變化,驗(yàn)證兔顱骨矢狀縫牽引成骨模型的可行性。
　　結(jié)果:MSI彈力牽引系統(tǒng)成功率為86％,接近即刻種植牽引文獻(xiàn)報告的成功

3、率。持續(xù)等張牽引及間斷牽引成骨實(shí)驗(yàn)均可順利完成。50g力持續(xù)等張牽引組,矢狀縫牽開的距離隨著牽引持續(xù)時間的增加而遞增,但骨縫牽開率呈現(xiàn)先快后慢的趨勢。50g力間斷牽引組,矢狀縫的牽開距離隨牽引時間的增加而增大,矢狀縫牽開率基本保持恒定。骨組織形態(tài)學(xué)表現(xiàn)顯示,兩組骨縫間均有新生骨組織形成,說明該牽引成骨模型既能有效牽開骨縫,也能誘導(dǎo)骨縫間成骨。
　　結(jié)論:
　　1,本實(shí)驗(yàn)采用自行研制的微型種植釘MSI彈力牽引系統(tǒng),成功建立了兔

4、矢狀縫彈力牽引成骨模型。該模型經(jīng)持續(xù)等張牽引及間斷彈力牽引兩種牽引方式驗(yàn)證,矢狀縫牽引成骨效果可靠,具有可行性、可重復(fù)性,價格便宜,成功率較高的特點(diǎn)。
　　2,在相同牽引周期50g力牽引下,持續(xù)等張牽引較問斷彈力牽引能更大程度牽開矢狀縫。
　　第二部分兔顱縫牽引成骨中不同大小牽引力對顱縫改建的作用
　　目的:通過比較不同大小牽引力牽開骨縫的大小及誘導(dǎo)骨縫成骨的能力,探討不同大小牽引力對骨縫組織改建的影響。為后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供

5、合適的牽引力參考,也可指導(dǎo)臨床應(yīng)用。
　　方法:37只6周齡的新西蘭白兔隨機(jī)分為四組,50g力鎳鈦彈簧持續(xù)等張牽引組(N=11),100g力鎳鈦彈簧持續(xù)等張牽引組(N=9),200g力鎳鈦彈簧持續(xù)等張牽引組(N=9)及對照組(N=8)。各實(shí)驗(yàn)組兔矢狀縫行持續(xù)等張牽引42天,對照組未對顱縫行牽引。在第0,14,28及42天記錄微型牽引種植釘MSI牽開距離及X線頭影片觀察骨縫牽開情況;第10天,第30天注射四環(huán)素,第20天注射鈣黃綠素

6、,作為術(shù)后熒光組織切片觀察標(biāo)記。通過比較各組欠狀縫牽開的距離,觀察各組欠狀縫牽引后組織切片并結(jié)合骨組織形態(tài)學(xué)測量方法,研究不同大小牽引力、骨縫牽開大小、及骨縫間成骨關(guān)系。
　　結(jié)果:MSI彈力牽引系統(tǒng)成功率為88.9％。各實(shí)驗(yàn)組矢狀縫牽開距離隨牽引時間的增加而增大,但骨縫牽開率呈先快后慢的趨勢。本次實(shí)驗(yàn)中,矢狀縫牽開的距離(S)隨著牽引力的增加而明顯增大,即S200g＞S100g＞S50g＞S0,各組間牽開距離差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P

7、＜0.05)。骨組織形態(tài)學(xué)測量發(fā)現(xiàn),在0g,50g,100g牽引力組新骨生成量隨牽引力的增加而遞增(P＜0.05),說明在一定范圍內(nèi)骨縫間成骨率隨牽引力的增加而增加;但在100g與200g組間新骨生成量差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05),說明過大的牽引力未能有效提升成骨效率。
　　研究結(jié)論:
　　1,在一定牽開范圍內(nèi),骨縫牽開距離隨牽引力的增大而增加。
　　2,在一定范圍的牽張力下,骨縫間新骨生成景隨牽張力的增大而增多,

8、但過大的牽引力或牽引速率末能有效促進(jìn)成骨。
　　3,在一定的牽引力及牽開范圍內(nèi),骨縫牽引成骨誘導(dǎo)新骨生成的能力隨骨縫牽開的增大而增強(qiáng)。
　　第三部分局部應(yīng)用rhBMP-2加速顱骨縫牽引成骨的實(shí)驗(yàn)研究
　　目的:在200g力持續(xù)快速等張牽引成骨作用下,比較不同濃度的rhBMP-2對顱縫改建的作用,探索rhBMP-2在加速顱縫牽引成骨種應(yīng)用加速成骨的可行性,探討快速牽引成骨的同時,加速骨縫間成骨,縮短縫牽引成骨治療周期減少

9、復(fù)發(fā)的可能。
　　方法:50只6周齡的新西蘭白兔行200g力持續(xù)快速等張矢狀縫牽引。按照接受rhBMP-2的濃度不同隨機(jī)分為5組,每組10只實(shí)驗(yàn)動物。對照組:即0 mg/ml rhBMP-2組(N=10);實(shí)驗(yàn)組:0.01 mg/ml(N=10),0.025 mg/ml(N=10),0.1 mg/ml(N=10)和0.4 mg/ml(N=10)rhBMP-2組。將不同濃度的rhBMP-2與可吸收膠原海綿(ACS)充分結(jié)合后植入兔矢

10、狀縫處骨膜下,即刻給予200g持續(xù)等張牽引33天。在第0,10,20及30天記錄微型牽引種植釘MSI牽開距離及X線頭影片觀察骨縫牽開情況;在第10天,第30天注射鈣黃綠素,在第20天注射四環(huán)素,作為術(shù)后熒光組織切片觀察標(biāo)記。牽引后第33天處死全部動物,采集所有兔矢狀縫標(biāo)本行Micro CT精細(xì)掃捕及三維重建,再行組織切片制備后在熒光顯微鏡下觀察各組骨縫牽引后改建情況。
　　結(jié)果:MSI彈力牽引系統(tǒng)成功率為90％。根據(jù)骨縫牽開距離的

11、大小可分為兩大組:骨縫持續(xù)牽開組(對照組及0.01mg/ml rhBMP-2組)和骨縫牽開受限組(0.025mg/ml,0.1mg/ml,0.4mg/ml組)。各骨縫牽開測量方法均顯示,整個牽引周期內(nèi)對照組及0.01mg/ml rhBMP-2骨縫牽開的趨勢相似,牽引術(shù)后(牽引33天)兩組骨縫牽開距離未見明顯差異(P＞0.05)。在0.025mg/ml,0.1mg/ml,0.4mg/ml組牽引前后(牽引33天),骨縫在0-10天牽開趨勢與

12、對照組相似,但10-30天骨縫未見明顯牽開,牽引后(牽引33天)3組矢狀縫牽開距離差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05);各組骨縫牽開數(shù)據(jù)行方差分析,骨縫牽開組(對照組與0.01mg/ml組)與骨縫牽開受限組(0.025mg/ml,0.1mg/ml,0.4mg/ml組)矢狀縫牽開距離差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。
　　Micro CT重建兔矢狀縫精細(xì)三維結(jié)構(gòu)及熒光組織學(xué)切片觀察顯示,在較高濃度組0.025 mg/ml,0.1 mg/

13、ml及0.4 mg/ml,各組均可見矢狀縫骨化閉合,骨縫區(qū)骨密度與周圍骨組織相當(dāng);在0.01 mg/ml組,可見骨縫間新骨大量充填于矢狀縫間隙,未見骨縫骨化閉合;而對照組,骨縫牽開距離較大,可見明顯骨縫間隙,少量新骨沿應(yīng)力方向排列。Micro CT三維重建骨縫間隙體積顯示,0.01 mg/ml組骨縫間隙小于對照組(P＜0.01),說明200g持續(xù)牽引下局部應(yīng)用0.01mg/ml rhBMP-2能誘導(dǎo)骨縫間新骨的生成,未導(dǎo)致矢狀縫閉合。<

14、br>　　研究結(jié)論:
　　1,在200g力矢狀縫持續(xù)快速牽引下,骨縫開始擴(kuò)張時局部應(yīng)用較高濃度rhBMP-2(0.025mg/ml,0.1mg/ml,0.4mg/ml)會使矢狀縫間過量成骨致骨縫閉合,牽引受限:
　　2,在200g力矢狀縫持續(xù)快速牽引下,局部應(yīng)用低濃度(0.01mg/ml)rhBMP-2能加速欠狀縫間新骨生成,且牽引成骨順利,未見骨縫閉合。
　　3,骨縫快速牽引時局部應(yīng)用低濃度rhBMP-2,能在快速牽

15、開骨塊的同時加快骨縫間新骨生成充填間隙,縮短了牽引療程,提高了成骨效率,減少了術(shù)后復(fù)發(fā)的可能。
　　第四部分富血小板血漿結(jié)合rhBMP-2加速顱骨縫牽引成骨的實(shí)驗(yàn)研究
　　目的:探討富血小板血漿凝膠作為自體生長因子來源局部應(yīng)用對骨縫組織改建的影響。并通過結(jié)合rhBMP-2的應(yīng)用探討富血小板凝膠作為緩釋載體的可能性指導(dǎo)臨床應(yīng)用。
　　方法:30只6周齡的新西蘭白兔隨機(jī)分為三組,在200g力鎳鈦彈簧持續(xù)等張下,分別分為:(

16、0)對照組,(1)富血小板血漿組,(2)富血小板血漿結(jié)合10μg rhBMP-2組(PRP/rhBMP-2)。各實(shí)驗(yàn)組兔矢狀縫行200g力持續(xù)等張牽引33天,在第10天,第30天注射鈣黃綠素,在第20天注射四環(huán)素,作為術(shù)后熒光組織切片觀察標(biāo)記。牽引后第33天處死全部動物,采集所有兔矢狀縫標(biāo)本行Micro CT精細(xì)掃描及三維重建,再行組織切片制備后在熒光顯微鏡下觀察各組骨縫牽引后改建情況。
　　結(jié)果:MSI彈力牽引系統(tǒng)成功率為93.

17、3％。整個牽引周期內(nèi)對照組及富血小板血漿組骨縫牽開的趨勢相似,牽引術(shù)后(牽引33天)兩組骨縫牽開距離未見明顯差異(P＞0.05)。在PRP/rhBMP-2組牽引第10天后骨縫牽開明顯受限。Micro CT重建兔矢狀縫精細(xì)三維結(jié)構(gòu)及熒光組織學(xué)切片觀察顯示,PRP/rhBMP-2組可見矢狀縫骨化閉合,骨縫區(qū)骨密度與周圍骨組織相當(dāng);在富血小板血漿組,可見骨縫間新骨大量充填于矢狀縫間隙,未見骨縫骨化閉合;而對照組,骨縫牽開距離較大,可見明顯骨縫

18、間隙,少量新骨沿應(yīng)力方向排列。
　　研究結(jié)論:
　　1,在200g力矢狀縫持續(xù)快速牽引下,局部應(yīng)用自體血小板血漿凝膠能加速矢狀縫間新骨生成,且牽引成骨順利,未見骨縫閉合;
　　2,在200g力矢狀縫持續(xù)快速牽引下,局部應(yīng)用富血小板血漿結(jié)合10μg rhBMP-2會使矢狀縫間過量成骨致骨縫閉合,牽引受限;
　　3,富血小板血漿不僅可作為自體來源的生長因子來源,亦可作為生物材料結(jié)合rhBMP-2局部應(yīng)用提高成骨效應(yīng)。