鈦合金股骨頭內(nèi)撐器植入術(shù)和髓芯減壓植骨術(shù)治療股骨頭壞死的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目的:通過(guò)改良液氮冷凍法建立比格犬股骨頭壞死動(dòng)物模型，觀察造模后股骨頭影像學(xué)和組織學(xué)改變;同時(shí)將一種鈦合金股骨頭內(nèi)撐器植入比格犬股骨頭壞死模型，并通過(guò)影像學(xué)、生物力學(xué)和組織學(xué)檢查觀察其對(duì)于比格犬股骨頭壞死修復(fù)的影響，探索一種新的治療股骨頭壞死的方法。
　　方法:實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為28只健康成年比格犬（體重:15.09±0.14 Kg;年齡:24.17±0.26月;均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差）。1.采用改良液氮冷凍法隨機(jī)側(cè)別建立比格犬單側(cè)股骨頭壞死模型，

2、采取髖關(guān)節(jié)后外側(cè)入路，“T”形切開關(guān)節(jié)囊，切斷股骨頭圓韌帶，髖關(guān)節(jié)半脫位，液氮經(jīng)無(wú)菌漏斗灌注冷凍股骨頭。分別于造模術(shù)后1、2月每次隨機(jī)抽取2只比格犬靜脈空氣栓塞處死，采用影像學(xué)及組織學(xué)方法觀察股骨頭壞死情況;2.將所剩余的經(jīng)過(guò)影像學(xué)、組織學(xué)證明股骨頭壞死造模成功的24只比格犬編號(hào)并隨機(jī)分兩組，每組12只實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，造模側(cè)實(shí)施手術(shù)，健側(cè)作為自身對(duì)照。A組為髓芯減壓游離腓骨板移植組;B組為髓芯減壓鈦合金股骨頭內(nèi)撐器植入組。分別于手術(shù)后3、6個(gè)

3、月每組隨機(jī)選取6只比格犬行影像學(xué)、生物力學(xué)和組織學(xué)檢查，并進(jìn)行組內(nèi)及組間比較分析。
　　結(jié)果:1.造模術(shù)后1月X線檢查模型側(cè)股骨頭負(fù)重區(qū)出現(xiàn)囊性變，MRI造模側(cè)股骨頭內(nèi)信號(hào)不均勻，可見(jiàn)點(diǎn)片狀異常信號(hào)影，關(guān)節(jié)腔積液明顯增多，組織學(xué)檢查可見(jiàn)骨小梁稀疏變細(xì)，排列不規(guī)律，骨細(xì)胞變性壞死，可見(jiàn)較多空骨陷窩，骨髓造血組織明顯減少，髓腔內(nèi)可見(jiàn)壞死組織碎片沉著;術(shù)后2月X線見(jiàn)造模側(cè)關(guān)節(jié)面失去圓潤(rùn)的外形，關(guān)節(jié)面輕度塌陷，股骨頭內(nèi)囊性變較前加重伴周圍

4、骨質(zhì)硬化，關(guān)節(jié)間隙變窄，MRI掃描見(jiàn)股骨頭外形不規(guī)則，信號(hào)不均勻，可見(jiàn)異常信號(hào)影，關(guān)節(jié)腔較多積液，組織學(xué)鏡下觀察骨小梁稀疏變細(xì)較前加重，空骨陷窩較前增多，未見(jiàn)明顯血管結(jié)構(gòu)。2.治療術(shù)后3月:(1)影像學(xué)檢查:X線及CT檢查見(jiàn)手術(shù)側(cè)股骨頭外形恢復(fù)，股骨頭外形密度正常，未見(jiàn)明顯囊性變，股骨頭無(wú)明顯塌陷，關(guān)節(jié)間隙未見(jiàn)明顯狹窄。A組植骨愈合良好，可見(jiàn)腓骨骨柱影，B組內(nèi)撐器未見(jiàn)明顯松動(dòng)。(2)宏觀生物力學(xué)檢查示A、B組手術(shù)側(cè)和正常側(cè)股骨頭軟骨下骨

5、最大壓縮強(qiáng)度分別為:(73.58±2.21和92.10±1.92)、(81.78±2.36和91.16±2.32)Mpa;平均彈性模量分別為(131.56±3.08和153.98±3.60)、(139.90±3.49和151.96±3.75)MPa。A、B組手術(shù)側(cè)股骨頭軟骨下骨的最大壓縮強(qiáng)度和平均彈性模量與正常側(cè)比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，A、B組比較差異亦有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05);納米壓痕生物力學(xué)檢查:A、B組手術(shù)側(cè)和正

6、常側(cè)股骨頭軟骨下骨彈性模量分別為:(8.847±0.653和12.160±1.258)、(9.763±0.745和12.456±1.420)GPa;A、B組手術(shù)側(cè)和正常側(cè)股骨頭軟骨下骨硬度分別為:(0.277±0.023和0.355±0.011)、(0.302±0.031和0.359±0.015)GPa。A、B組手術(shù)側(cè)股骨頭軟骨下骨彈性模量、納米壓痕硬度比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，A、B組比較差異亦有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05

7、)。(3)組織學(xué)檢查:A、B組骨小梁結(jié)構(gòu)排列欠規(guī)律，有骨細(xì)胞生成，可見(jiàn)部分空骨陷窩，骨髓未見(jiàn)明顯壞死組織碎片，可見(jiàn)血管結(jié)構(gòu)。A、B組手術(shù)側(cè)和正常側(cè)股骨頭骨小梁面積分?jǐn)?shù)百分比分別為:(35.40±1.66和39.51±1.32)％、(36.92±1.17和39.27±1.18)％。A、B組手術(shù)側(cè)和正常側(cè)血管面積分?jǐn)?shù)百分比分別為:(16.15±1.09和19.51±0.98)、(17.42±1.89和19.41±1.21)％。A、B組骨小梁

8、面積分?jǐn)?shù)百分比、血管面積分?jǐn)?shù)百分比與正常側(cè)比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，A、B組比較差異亦有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.05)。免疫組化A、B組手術(shù)側(cè)和正常側(cè)股骨頭VEGF平均灰度值分別為:(153.39±13.85和115.48±9.74)、(138.01±12.39和112.51±8.35);A、B組手術(shù)側(cè)和正常側(cè)BCL-2平均灰度值分別為:(142.13±12.87和105.46±6.48)、(129.06±12.77和103.6

9、1±5.26)。A、B組VEGF、BCL-2陽(yáng)性表達(dá)均弱于正常側(cè)，其平均灰度值與正常側(cè)比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，A組VEGF、BCL-2陽(yáng)性表達(dá)弱于B組，兩組之間平均灰度值差異比較亦有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。3.治療術(shù)后6月:(1)影像學(xué)檢查:X線及CT檢查A、B組手術(shù)側(cè)股骨頭外形正常，骨密度均勻，股骨頭無(wú)明顯塌陷，關(guān)節(jié)間隙正常，A組植骨愈合良好，仍可見(jiàn)腓骨骨柱影，較前融合腓骨板骨皮質(zhì)邊界變模糊，B組內(nèi)撐器較前無(wú)明顯改變

10、，固定牢固。(2)宏觀生物力學(xué)檢查示A、B組手術(shù)側(cè)和正常側(cè)股骨頭軟骨下骨最大壓縮強(qiáng)度分別為:(87.94±2.31和90.96±2.07)、(88.78±2.45和91.94±2.99)Mpa;平均彈性模量分別為(149.74±3.16和154.10±3.47)、(153.74±3.20和155.98±3.55) MPa。A、B組軟骨下骨最大壓縮強(qiáng)度和軟骨下骨平均彈性模量與正常側(cè)比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，A、B組之間比較差異

11、亦無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05);納米壓痕微觀生物力學(xué)檢查A、B組手術(shù)側(cè)和正常側(cè)股骨頭軟骨下骨彈性模量分別為:(11.378±0.935和12.568±0.880)、(11.730±0.750和12.346±0.625)GPa;A、B組手術(shù)側(cè)和正常側(cè)股骨頭軟骨下骨硬度分別為:(0.338±0.016和0.356±0.015)、(0.344±0.018和0.358±0.013)GPa。A、B組手術(shù)側(cè)股骨頭軟骨下骨彈性模量、納米壓痕硬度與正常

12、側(cè)比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，A、B組之間比較差異亦無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。(3)組織學(xué)檢查:A、B組手術(shù)側(cè)股骨頭骨小梁規(guī)則排列，可見(jiàn)較多骨細(xì)胞，血管組織豐富，少見(jiàn)空骨陷窩，基本為正常股骨頭組織學(xué)表現(xiàn)。A、B組手術(shù)側(cè)和正常側(cè)股骨頭骨小梁面積分?jǐn)?shù)百分比及分別為:(37.78±1.56和39.33±1.92)％、(38.14±1.41和39.56±1.71)％;A、B組手術(shù)側(cè)和正常側(cè)血管面積分?jǐn)?shù)百分比分別為:(18.54±1

13、.23和19.46±1.35)％、(18.70±1.31和19.54±1.25)％。A、B組骨小梁面積分?jǐn)?shù)百分比、血管面積分?jǐn)?shù)百分比與正常側(cè)比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，A、B組差異比較亦無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。免疫組化A、B組手術(shù)側(cè)和正常側(cè)股骨頭VEGF平均灰度值分別為:(130.34±15.82和口116.56±11.45)、(128.39±12.72和115.50±10.74);A、B組手術(shù)側(cè)和正常側(cè)BCL-2平均灰

14、度值分別為:(117.52±14.60和102.53±4.28)、(116.58±12.64和103.59±5.63)。A、B組VEGF、BCL-2陽(yáng)性表達(dá)稍弱于正常側(cè)，平均灰度值與正常側(cè)比較差異亦無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05);A組VEGF、BCL-2陽(yáng)性表達(dá)弱于B組，A、B組之間平均灰度值差異比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。
　　結(jié)論:1.本實(shí)驗(yàn)采用的改良液氮冷凍法能夠成功建立比格犬股骨頭壞死動(dòng)物模型。該方法股骨頭壞死成功率高