多孔ZK60鎂合金RigiD-fix釘復合BMP-2促進比格犬ACL重建術后腱骨愈合的研究.pdf

1、研究背景:前交叉韌帶(ACL)是維持膝關節(jié)前后穩(wěn)定的重要韌帶，同時也維持部分側方以及旋轉穩(wěn)定性，并且是膝關節(jié)運動損傷的主要受累韌帶。關節(jié)鏡下ACL重建是標準的微創(chuàng)修復方法，但二次翻修的比例仍達10％～20％。ACL術后早期主要是靠內植物提供穩(wěn)定性，而長期穩(wěn)定性的實現(xiàn)則需要依靠移植肌腱和骨道之間的充分愈合，即所謂的腱骨愈合。因此，牢靠的腱骨愈合是獲得ACL重建術后遠期良好療效的關鍵。鎂是一種可降解的植入材料，降解后周圍形成富Mg2+環(huán)境，

2、具有調節(jié)骨源性細胞信號傳導通路的作用，可刺激成骨細胞分裂、提高成骨細胞往內植物表面聚集的比率、阻抑骨組織內破骨細胞的活性。然而，鎂及鎂合金在細胞培養(yǎng)液中降解迅速，存在較大幅度的pH值改變，這可能會危害材料周圍細胞生長。而且鎂合金植入體內后，會逐漸降解產生氫氣，氣體在骨組織內聚集，形成骨囊腫，引起溶骨現(xiàn)象，影響ACL術后腱骨愈合。
　　研究目的:本研究目的是通過ZK60鎂合金Rigid-fix多孔內的BMP-2，誘導周圍組織向內植物

3、及移植肌腱爬行生長，實現(xiàn)早期的腱骨愈合，以期為組織工程化鎂金屬材料在運動醫(yī)學領域應用提供可靠的實驗和理論支持。
　　材料與方法:選取3只健康比格犬，標準方法獲得正確的ACL骨道和釘?shù)?，制備出?guī)格為Φ2*12mm的ZK60鎂合金Rigid-fix釘，采用激光打孔法將部分表面制備成多孔區(qū)，三點折彎試驗檢測多孔Rigid-fix釘?shù)目拐蹚潖姸?。選取健康雌性比格犬18只，取趾長屈肌腱進行ACL重建手術，隨機分成3組:復合BMP-2多孔ZK

4、60鎂合金Rigid-fix釘(BMP-2組)為實驗組;多孔ZK60鎂合金Rigid-fix釘組（多孔組）、無孔ZK60鎂合金Rigid-fix釘組（無孔組）為對照組。術后4thD、4thW，8thW和12thW，行活體X光檢查、CT及MRI掃描，動態(tài)觀察內固定物周圍成骨現(xiàn)象。術后12周，將比格犬放血致死，游離出膝關節(jié)標本，行力學拔出試驗;同時行病理切片染色觀察成骨現(xiàn)象;EDS鑒別股骨內固定物周圍組織成分。
　　結果:術后4thD

5、，Rigid-fix釘位置正確滿意，術后8thW, Rigid-fix釘周圍明顯新生骨形成，術后12 thW，Rigid-fix釘基本完全吸收，新生組織填充滿骨道;內植物周圍新生骨的CT值:隨著Rigid-fix釘逐漸降解，周圍新生骨逐漸生成，最終形成上下兩根新生骨釘，術后8thW，BMP-2組CT值明顯高于其他兩組，而術后12 thW，內植物周圍CT值三組基本相當。力學測試:BMP-2組極限拉伸強度明顯高于多孔組和無孔組。術后12 t

6、hW，病理檢查顯示多孔組和無孔組的內植物材料已經(jīng)完全降解。BMP-2組中內植物材料周圍明顯新生骨組織，并且和內植物連接在一起。SEM觀察發(fā)現(xiàn)BMP-2組中內植物材料已經(jīng)大部分降解，周圍有新生骨組織;而多孔組和無孔組中的內植物已經(jīng)完全降解，并且產生空洞，周圍新生組織主要成分是Ca和P，推測應該是新生骨組織。
　　結論:多孔ZK60鎂合金Rigid-fix釘用于固定ACL重建術，Rigid-fix釘降解后，在上下方形成新生骨釘，實現(xiàn)由