致密型n-HA-PA66人工骨與PLGA膜復(fù)合體修復(fù)節(jié)段性兔股骨缺損的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、由各種原因造成的骨缺損的修復(fù)歷來是臨床一大難題，特別是大段負(fù)重骨缺損的重建更為困難。國內(nèi)學(xué)者李玉寶等研制出的納米羥基磷灰石/聚酰胺66(nano-hydroxyapatite/polyamide-66，n-HA/pA66)人工骨，是具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和國際領(lǐng)先水平的新型納米骨修復(fù)替代材料，它將納米羥基磷灰石(nano-hydroxyapatite，n-HA)的優(yōu)良生物相容性、剛性、尺寸穩(wěn)定性和高分子聚己二酰己二胺(Polyamide,

2、PA66)的韌性完整地結(jié)合起來，其在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和組成上與人體骨中磷灰石納米針晶相似，而力學(xué)性能特別是抗壓、抗彎強(qiáng)度和彈性模量與人體皮質(zhì)骨相近。我科孟純陽博士<'[2]>己完成“n-HA/PA66人工骨生物學(xué)性能及修復(fù)骨缺損的實(shí)驗(yàn)研究”，實(shí)驗(yàn)顯示：網(wǎng)孔n-HA/PA66人工骨具有良好的生物相容性和生物安全性，具有良好的生物活性和骨傳導(dǎo)能力，即具有良好的生物學(xué)性能。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的致密型n-HA/PA66人工骨是一種新型的骨修復(fù)替代材料，其力學(xué)

3、性能及化學(xué)特性接近自然骨水平，與網(wǎng)孔n-HA/PA66人工骨相比強(qiáng)度更好，更適合于負(fù)重部位骨缺損的修復(fù)，但同時(shí)由于其質(zhì)地堅(jiān)硬致密，不利于骨細(xì)胞的長入和血管化，難以成骨。因此本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用膜引導(dǎo)性骨再生<'[3]>(Membraneguided bone regeneration，MGBR)技術(shù)，和網(wǎng)孔n-HA/PA66人工骨做對(duì)照，并建立單一負(fù)重骨缺損模型，期望解決致密型n-HA/PA66人工骨早期無法成骨及自身難以再血管化的問題，驗(yàn)證其修

4、復(fù)負(fù)重部位骨缺損的可行性。 目的：為致密型n-HA/PA66人工骨應(yīng)用于負(fù)重部位骨缺損的修復(fù)做前期實(shí)驗(yàn)研究。應(yīng)用MGBR技術(shù)，觀察致密型n-HA/PA66人工骨與聚乳酸—乙醇酸(Polylactic-glycolic acid，PLGA)膜復(fù)合體修復(fù)骨缺損的特點(diǎn)及機(jī)制，擬解決致密型n-HA/PA66人工骨早期無法成骨及難以再血管化問題。通過力學(xué)實(shí)驗(yàn)，測(cè)試用本方法造成的致密型n-HA/PA66人工骨與自體骨結(jié)合強(qiáng)度。證實(shí)致密型n-

5、HA/PA66人工骨與PLGA膜復(fù)合體修復(fù)負(fù)重部位骨缺損的可行性。 方法：選擇同種系健康新西蘭大白兔42只，5月齡以上，生理狀態(tài)正常，雌雄不限，體重2.5～3.1kg(由重慶醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供)。將42只兔隨機(jī)分成三組，編號(hào)A、B、C，每組14只，每只兔行左側(cè)股骨中段節(jié)段性完全切除，缺損長度為1厘米(cm)，右側(cè)作為力學(xué)實(shí)驗(yàn)正常對(duì)照。A組植入致密型n-HA/PA66復(fù)合材料和PLGA膜，B組僅植入致密型n-HA/PA66復(fù)

6、合材料，C組植入網(wǎng)孔n-HA/PA66復(fù)合材料。A組為試驗(yàn)組，B、C兩組為對(duì)照組。術(shù)后12、16、20、24周(W)各時(shí)相點(diǎn)分別攝X線DR片，取材行大體觀察，制作硬組織學(xué)切片行組織學(xué)觀察；24W時(shí)各組留取部分標(biāo)本行掃描電鏡(Scanning electron microscope，SEM)觀察，并進(jìn)行生物力學(xué)測(cè)試。對(duì)各時(shí)間點(diǎn)每組“材料/受體”骨界面新骨形成、骨缺損修復(fù)、骨愈合情況以及骨缺損修復(fù)后的力學(xué)強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)。上述實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)用SA

7、S11.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析比較，并規(guī)定以p<0.05為具有顯著性差異。 結(jié)果：術(shù)區(qū)未見明顯的排斥反應(yīng)。 (1)X線：12W時(shí)，三組復(fù)合材料均與自體骨相連接，可見大量新生骨痂包裹植入體，但形態(tài)不規(guī)則，骨折線已模糊；16W時(shí)，實(shí)驗(yàn)組可看到骨痂與自體骨皮質(zhì)相延續(xù)，并開始塑形，但形態(tài)仍不不規(guī)則；20W時(shí)，實(shí)驗(yàn)組植入體周圍骨痂形狀趨于規(guī)則，B、C兩組骨痂亦開始塑形，但形態(tài)不規(guī)則；24W時(shí)，三組植入體己與自體骨緊密融合在一起，

8、A組植入體周圍骨痂與自體皮質(zhì)骨相連續(xù)、自然光滑，塑形好，B、C兩組骨痂形態(tài)亦趨于規(guī)則，且與自體骨皮質(zhì)相延續(xù)。由Lane's放射學(xué)評(píng)分可見，從12W開始，三組成骨情況比較，A、C兩組p>0.05，無明顯差異；而A、B兩組p<0.05，差異有顯著性。 (2)組織學(xué)：12W時(shí)，實(shí)驗(yàn)組可看到材料周圍大量成骨細(xì)胞(Osteoblast，OB)及新生骨小梁(Primitive trabecula bone，PTB)，B組亦可看到OB和PTB

9、，C組周圍可看到新生軟骨細(xì)胞(chondrocyte，CC)，網(wǎng)孔中有膠原組織(Collagen，Col)及OB；16W時(shí)，實(shí)驗(yàn)組材料周圍可看到大量PTB，部分板層骨(Lamellar bone，LB)以及破骨細(xì)胞(Osteoclast，OC)導(dǎo)致的材料邊緣部分吸收現(xiàn)象，B組材料周圍可看到大量OB及PTB，C組可看到材料周圍大量新生CC，PTB及部分LB；20W時(shí)，實(shí)驗(yàn)組可看到大量新形成的LB，B組可看到材料周圍大量PTB及LB，C組可

10、看到材料周圍LB增多，軟骨組織(Cartilaginoustissue，CT)減少，網(wǎng)孔中亦看到PTB。24W時(shí)，實(shí)驗(yàn)組植入體周圍新生LB更多更致密，B組亦可看到大量LB，C組CT逐漸被LB替代。由組織學(xué)切片計(jì)算機(jī)圖像分析可見，A組與C組間骨結(jié)合率p>0.05，無明顯差異；但A組與B組間骨結(jié)合率p<0.05，差異有顯著性。 (3)SEM：三組復(fù)合材料與自體骨界面上均有新生骨痂，材料與自體骨融合較緊密，骨膠原呈蟹足狀伸向復(fù)合材料；

11、C組網(wǎng)孔內(nèi)可見到新生骨組織，A、B兩組復(fù)合材料表面均有新生骨基質(zhì)小泡形成且分布均勻，類似自體骨基質(zhì)，HA呈現(xiàn)小顆粒，鈣鹽沉積好。 (4)生物力學(xué)：24W時(shí)，三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)和壓縮試驗(yàn)中全面、客觀反映力學(xué)修復(fù)效果的強(qiáng)度、韌性、及彈性指標(biāo)的各項(xiàng)測(cè)試結(jié)果表明，A、C組間并分別和正常股骨相比較，均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p>0.05)，而B組和正常股骨之間有顯著性差異(p<0.05)。 結(jié)論：致密型n-HA/PA66人工骨與PLGA膜復(fù)合體具