再血管化壞死骨修復脛骨骨髓炎骨缺損的實驗研究.pdf

1、目的： 臨床高能量損傷造成的開放性骨折常發(fā)生骨髓炎并骨質(zhì)外露壞死,手術清創(chuàng)后常造成節(jié)段性骨缺損。感染性骨缺損的修復重建非常困難。我們試圖通過模擬臨床創(chuàng)傷后骨髓炎的發(fā)病機制建立動物模型,在此模型基礎上以骨髓炎壞死皮質(zhì)骨為研究對象,制備出部分脫鈣骨基質(zhì)并設法恢復其血運,同時結(jié)合顯微外科技術來修復脛骨感染性骨缺損。 方法： (一)第一部分 伴軟組織缺損的創(chuàng)傷后骨髓炎皮質(zhì)骨壞死動物模型的創(chuàng)建。以雄性Wistar大

2、鼠為研究對象,隨機分為兩組,實驗組和對照組各10只,共20只。在大鼠脛骨干制造4mm×8mm皮質(zhì)骨缺損,將3×106 cfu金黃色葡萄球菌和異物(紗布)接種到脛骨骨缺損處髓腔內(nèi),并將游離骨塊回植到缺損區(qū),外翻縫合軟組織使骨質(zhì)外露,對照組不接種金葡菌。術后2W、4W觀察記錄一般情況,行放射學、病理組織學檢查。定量數(shù)據(jù)采用SPSS 12.0統(tǒng)計軟件處理。術后通過病理組織學和放射學方法評價骨髓炎及骨壞死的情況。 (二)第二部分

3、 大鼠骨髓炎壞死皮質(zhì)骨脫鈣骨基質(zhì)制備及理化性質(zhì)和生物力學測定。以大鼠骨髓炎壞死皮質(zhì)骨和正常新鮮皮質(zhì)骨作為研究對象,按改良Urist法將骨髓炎壞死皮質(zhì)骨經(jīng)脫鈣脫脂處理得到部分脫鈣骨基質(zhì),掃描電鏡觀察測量其孔隙度,全自動生化分析儀測量其鈣含量并計算脫鈣率,生物力學儀測量其形變一負荷曲線。 (三)第三部分 自體骨髓炎壞死皮質(zhì)骨脫鈣骨基質(zhì)再血管化并修復骨缺損的實驗研究。以骨髓炎骨壞死模型造模后的雄性Wistar大鼠為研究對象,隨

4、機分成兩大組,腹部包埋組：其中實驗組和對照組各9只,共18只；骨缺損修復組22只,共40只。所有大鼠取腹部切口顯露腹壁淺動脈,將骨髓炎壞死皮質(zhì)骨部分脫鈣骨基質(zhì)滅菌后,無菌條件下包埋于雙側(cè)腹壁淺動脈肌瓣中,對照組將未脫鈣壞死皮質(zhì)骨包埋于相同肌瓣中。腹部包埋組術后1 W、2W、4W實驗組和對照組各處死3只動物,取材行病理組織學檢查觀察血管化情況。骨缺損修復組22只大鼠于腹壁淺動脈肌瓣包埋后2W,將部分血管化的壞死皮質(zhì)骨脫鈣骨基質(zhì)連同腹壁淺動

5、脈帶蒂肌瓣轉(zhuǎn)移填充于脛骨骨髓炎骨缺損處,術后4W、8W、12W行經(jīng)放射學和病理組織學檢查骨髓炎及缺損修復情況。 結(jié)果： (一)第一部分 實驗組大鼠術后體重下降,體溫和WBC升高,放射學檢查見髓腔內(nèi)骨質(zhì)破壞,骨皮質(zhì)變薄,骨膜反應和軟組織腫脹陰影,部分出現(xiàn)病理性骨折。病理組織學見髓腔內(nèi)大量炎細胞浸潤,骨小梁部分溶解、吸收、稀疏、壞死,骨細胞壞死,骨陷窩空虛。對照側(cè)僅表現(xiàn)為輕微的炎癥反應,無明顯骨髓炎征象。 (

6、二)第二部分 骨髓炎壞死皮質(zhì)骨經(jīng)脫鈣脫脂后形成部分脫鈣骨基質(zhì),平均鈣含量為92.17±0.54 mg/g,脫鈣率為38.1％。掃描電鏡顯示：壞死皮質(zhì)骨脫鈣骨基質(zhì)表面凹凸不平,包含兩種微孔結(jié)構,直徑在7～15μm和0.1～0.4μm之間,微孔之間相互溝通共同形成篩孔樣結(jié)構,與正常新鮮皮質(zhì)骨DBM比較,無明顯差異。生物力學測定：形變與負荷呈函數(shù)關系,隨著負荷增加,形變逐漸增加,形變一負荷表現(xiàn)為一條平緩的上升曲線,與新鮮皮質(zhì)骨形變-負

7、荷曲線比較接近。 (三)第三部分 腹部包埋實驗組1W時,部分脫鈣骨基質(zhì)內(nèi)大量骨細胞壞死,骨陷窩空虛,周圍肌肉組織中炎細胞浸潤。2W時,哈弗氏管內(nèi)偶見血管長入,主要集中在表層組織內(nèi),骨陷窩內(nèi)仍空虛,無細胞或血管。4W時少許血管長入,仍以集中在表層為主,血管直徑不等,分布不均,骨陷窩內(nèi)可見成骨細胞,分布密度不均,無特征性骨結(jié)構。對照組2W,4W壞死皮質(zhì)骨組織內(nèi)均未見血管長入。骨缺損修復組術后4W,脫鈣骨基質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)了軟骨化生,

8、周圍被纖維細胞包繞,靠近骨髓腔一側(cè)可見炎細胞浸潤。術后8W：部分脫鈣骨基質(zhì)大量軟骨化,外層包被纖維組織和肌肉。術后12W：部分脫鈣骨基質(zhì)出現(xiàn)不同程度的軟骨化和骨化,靠近干骺端一側(cè)骨化明顯,出現(xiàn)部分類似骨小梁的結(jié)構。放射學顯示脛骨缺損修復區(qū)4W時,脛骨缺損清晰可見,移植組織密度低,無鈣化征象。8W時,脛骨缺損仍清晰可見,移植組織密度低,無明顯鈣化征象,周圍組織硬化,骨膜增生。12W時,脛骨缺損稍模糊,移植組織密度稍增高,與周圍骨質(zhì)有部分連

9、接。 結(jié)論： (一)第一部分 大鼠脛骨造成皮質(zhì)骨缺損并接種金葡菌和異物,骨塊回植并骨外露,可以成功建立伴軟組織缺損的創(chuàng)傷后骨髓炎皮質(zhì)骨壞死動物模型。細菌、異物、創(chuàng)傷是建立此模型的必要條件,軟組織外翻縫合骨外露更接近臨床伴有軟組織缺損的創(chuàng)傷后骨髓炎的實際情況。 (二)第二部分 創(chuàng)傷后骨髓炎壞死皮質(zhì)骨經(jīng)脫鈣脫脂處理后可得到部分脫鈣骨基質(zhì),既有三維的網(wǎng)狀孔隙結(jié)構,又保持了一定的生物力學強度,既脫去部分鈣