支撐架植入治療股骨頭缺血壞死的實驗研究.pdf

1、第一部分鈦合金支撐架力學性能測定 目的:對鈦合金支撐架的軸向抗壓能力及三點折彎能力進行測定，了解鈦合金支撐架的基本力學性能指標。 方法:將15個鈦合金支撐架隨機分3組，在AGS-10KND萬能生物材料實驗機上進行軸向抗壓實驗和三點折彎實驗，記錄鈦合金支撐架的位移載荷曲線及相關數(shù)據，對實驗結果進行統(tǒng)計學分析。 結果:鈦合金支撐架的軸向最大負載為6620.1±128.7N，極限強度為266.2±5.12N/mm2，最

2、大形變?yōu)?.128±0.036mm彈性模量為1372.0±4.28N/mm2。三點折彎實驗在側空中心平面最大負載為2089.7±80.2N，極限強度為2748.9±105.6N/mm2，最大形變?yōu)?.507±0.447mm，彈性模量為1.53E6±2.61E5。在側空間中心平面最大負載為1610.2±54.9N，極限強度為2118.1±68.4N/mm2，最大形變?yōu)?.003±0.201mm，彈性模量為1.26E6±1.73E5N/mm

3、2。三點折彎實驗中兩個不同平面的最大載荷，極限強度，最大形變，彈性模量均不盡相同，各值在孔間中心平面都較側孔中心平面的稍小。其最大載荷，極限強度經T檢驗，有顯著性差異。最大形變，彈性模量經T檢驗，沒有顯著性差異。 結論:支撐架的最大載荷、極限強度各值均明顯高于人股骨。鈦合金支撐架有足夠的力學強度，能為股骨頭提供足夠的力學支撐。 第二部分鈦合金支撐架植入治療股骨頭缺血性壞死的動物實驗研究 目的:通過動物模型，觀察支

4、撐架置入治療狗股骨頭缺血性壞死的療效。 方法:本研究設計一種中空多孔圓柱狀帶螺紋的鈦合金支撐架，選用成年雜種狗15只，隨機分為3組，每組5只。用液氮冷凍法制造單側股骨頭壞死模型，通過中心減壓鉆隧道至股骨頭壞死區(qū)軟骨下骨，然后沿隧道擰入支撐架。術后3周，6周，12周分期處死，取股骨標本做影像學觀察及大體標本觀察，取支撐架內容物進行大體標本觀察及組織學觀察。 結果:實驗側股骨頭術后無一例發(fā)生股骨頭塌陷，X線顯示支撐架位置良好

5、，CT及MRI由于金屬偽影的影響，無法準確觀察到支撐架內部情況。組織學觀察顯示術后壞死股骨頭得以逐步重建，再生的松質骨小梁能夠長入支撐架中并改建、修復、替代股骨頭內壞死的骨組織，形成穿越支撐架網孔的網狀松質骨結構。 結論:利用多孔中空支撐架給股骨頭壞死區(qū)軟骨下骨板提供支撐，防止股骨頭塌陷。多孔網狀結構容許松質骨的長入和爬行替代，對治療狗股骨頭壞死有明顯療效。顯示鈦合金支撐架可用于股骨頭壞死的治療。 第三部分鈦合金支撐架植

6、入防止髓芯減壓后狗股骨頭塌陷的力學研究 目的:對比研究單純髓芯減壓、髓芯減壓+松質骨塊移植、髓芯減壓+鈦合金支撐架植入治療實驗性狗股骨頭壞死的生物力學行為。 方法:取新鮮狗股骨27對，隨機分為3組，每組9對，每對股骨隨機選取其中一側，分組模擬經股骨頸單純髓芯減壓、髓芯減壓+松質骨塊移植、髓芯減壓+鈦合金支撐架植入治療實驗性狗股骨頭壞死的方法做成治療后的狀態(tài)，另一側做正常對照，用AGS-10KND萬能生物材料實驗機上進行股

7、骨頭力學性能進行測試，觀察3組標本的力學剛度及最大載荷，對實驗結果進行標準化后進行統(tǒng)計學分析。 結果:單純髓芯減壓組和髓芯減壓+松質骨塊移植組統(tǒng)計學無明顯差異，這2組剛度及最大負載均低于正常對照，的與髓芯減壓+鈦合金支撐架植入組的力學性能在統(tǒng)計學上有極顯著差異。髓芯減壓+鈦合金支撐架植入組股骨頭的剛度及最大負載明顯高于其他組。 結論:鈦合金支撐架植入顯著增加了股骨頭負重區(qū)軟骨下骨的機械支撐力，防止股骨頭塌陷的作用切實可靠

8、。能起到防止股骨頭塌陷，維持股骨頭外形的作用，有利于壞死股骨頭的再生和修復。 第四部分鈦合金支撐架植入治療狗股骨頭缺血性壞死對股骨頸力學強度的影響 目的:對比研究正常股骨頸、單純髓芯減壓、髓芯減壓+鈦合金支撐架植入治療實驗性狗股骨頭壞死對股骨頸的生物力學強度的影響。 方法:取新鮮狗股骨頭21對，隨機分為3組，每組7對，其中2組隨機選取每對中的一側，分別模擬經股骨頸單純髓芯減壓、髓芯減壓+鈦合金支撐架植入治療實驗性

9、狗股骨頭壞死的方法做成治療后的狀態(tài)，另一側做正常對照，第3組隨機選取其中一側模擬經股骨頸單純髓芯減壓，另一側模擬經股骨頸髓芯減壓+鈦合金支撐架植入，用AGS-10KND萬能生物材料實驗機上進行力學性能進行測試，觀察3組標本股骨頸的力學剛度及強度，對每對標本的實驗結果進行標準化后進行統(tǒng)計學分析。 結果:髓芯減壓+鈦合金支撐架植入組與正常對照組間股骨頸剛度在統(tǒng)計學上無明顯差異(P＞0.05)，與單純髓芯減壓組間股骨頸剛度在統(tǒng)計學上有

10、顯著差異(P＜0.05)。單純髓芯減壓組與正常對照組間及髓芯減壓+鈦合金支撐架植入組間股骨頸剛度在統(tǒng)計學上有顯著差異(P＜0.05)。單純髓芯減壓組最大負載明顯低于正常對照組及髓芯減壓+鈦合金支撐架植入組，髓芯減壓+鈦合金支撐架植入組的最大負載明顯高于正常對照組及單純髓芯減壓組。三組間最大負載在統(tǒng)計學上有顯著差異(P＜0.05)。 結論:單純髓芯減降低股骨頸的力學強度，增加術后發(fā)生股骨頸骨折的可能，鈦合金支撐架植入顯著增加了股骨