关节软骨-骨一体化修复体修复全层关节软骨缺损的实验研究

目的 评价新型多级结构仿生型关节软骨-骨一体化修复体的生物相容性,使用一体化修复体对兔关节全层软骨缺损进行修复,并对修复结果进行组织形态学观察.方法 1.生物相容性实验:包括急性毒性实验、溶血实验、免疫原性实验及慢性毒性实验.2.关节软骨修复实验:制作全层关节软骨缺损动物模型,随机于一侧植入一体化修复体,另一侧不予处理.术后4、6、8和12周分别处死动物,取修复组织行大体、放射学、组织学观察并用Wakitani法进行组织形态学评分.结果 1.生物相容性实验:(1)急性全身毒性实验动物体质量呈上升趋势,且各组体质量增加比较无显著性差异.(2)3种浓度梯度的修复材料溶血率均未超过5%.(3)慢性毒性实验:术后12周动物肝肾功能与正常对照组及术前比较无显著性差异.2.关节软骨修复实验:术后4～8周植入侧修复组织主要为透明软骨,表面光整平滑有光泽,与周围组织整合良好,对照侧无明显修复组织.Wakitani评分各组间差异均有统计学意义,实验组明显优于对照组.结论 多级结构仿生型关节软骨-骨一体化修复体具有良好的生物相容性,并且在动物体内可诱导全层关节软骨缺损后的修复.

Abstract：

Objective To observe the biocompatibility of a biomimetic designing of a multi-grade compositions in repairing articular cartilage and subchondral bone in animal bodies and repair the fullthickness defects in articular cartilage with the compositions and to study the regenerated cartilage histomorphologically. Methods Biocompatibility study: Acute general toxicity test, Haemolysis test, subcutaneous implantation test and chronic toxicity test. Articular cartilage defects repaired experimental study :The models of defects in articular cartilage were made artificially in both condylus lateralis femoris of mature rabbits. Implanted with the biomimetic designing of a multi grade compositions randomly at one side as the experimental group and the other side were untreated as the control group. The rabbits were killed at 4, 6, 8and 12 weeks after operation, respectively, with 6 ones at each time, and the macroscopic, histological, ultrastroctural examinations and semi-quantity cartilage scoring employing Wakitanifa repaired cartilage value system were performed. Results Biocompatibility study: (1) The rabbits' weight in experimental group kept growing .(2) Haemolysis rate of rats to different concentrations of diffusion solution was＜5%.(3) In chronic toxic reaction, rabbits' liver and kidney function was not different compared with the control groups at 12weeks and the index before operation. Articular cartilage defects repaired experimental study: 4-8 weeks after operation, the defects in the experimental group were partly filled with hyaline cartilage. Twelve weeks after operation, the defects in the experimental group were completely filled with mature hyaline cartilage.However, fibrous tissues were seen in the control group all the time. At 4, 6, 8, and 12 weeks postoperatively, the Wakitanifa cartilage scores were (7.60±0.98), (5.69±0.58), (4.46±0.85) and (4.35±0.12), respectively,in the experimental group and (10.25±1.05), (9.04±0.96), (8.96±0.88) and (8.88±0.68), respectively, in the control group. Differences between the control group and the experimental group were significant. Conclu sion The biomimetic designing of a multi-grade compositions has good biocompatibility and may induce cartilage regeneration to repair the full-hickness defects of articular cartilage.     

轴向控制动力性髓内钉的研制及其生物力学

【目的】设计和研制了一种新型的交锁钉——轴向控制动力性髓内钉（ACDIN）,并进行生物力学测试、分析。【方法】ACDIN钉,其远端与G-K钉相同;而近端根据股骨和胫骨近端髓腔的解剖特点分别增加了2或4个轴向控制板。采用12对新鲜的成人股骨的标本,然后将标本按左右分为3组,每组都有8根标本：对照组、股骨轴向控制动力性锁钉处理组和G-K交锁钉处理组。将ACDIN钉与G-K钉分别安装在MTS858实验机上,进行压缩应变及抗扭转测试分析和比较。【结果】在抗扭转强度方面,ACDIN钉为（1.90±0.40）Nm/（°）与G-K钉（1.94±0.35）Nm/（°）之间无显著性差异;与对照组和ACDIN处理组相比较,G-K处理组的下后方压缩应变量最低,为（1.47±0.26）×10^-4N/mm;G-K处理组的两锁钉间压缩刚度应变值最高,为（4.9±1.6）×10^-4N/mm,差别均具有统计学意义（P〈0.001）。ACDIN处理组与对照组相比较,下后方压缩刚度和两锁钉间压缩刚度均没有显著性差异[分别是（2.63±0.77）×10^-4N/mm对（2.53±0.32）×10^-4N/mm和（2.6±1.3）×10^-4N/mm对（2.6±0.6）×10^-4N/mm,P〉0.05）。【结论】轴向控制动力性锁钉能够起到平衡固定的作用,具有良好的生物力学性能。     

周期性张应力与软骨细胞基质金属蛋白酶的表达**☆

背景：课题组前期研究证实,在关节软骨缺损及骨性关节炎的动物模型中,软骨细胞可过度表达基质金属蛋白酶,各种异常刺激均可能打破基质金属蛋白酶与金属蛋白酶组织抑制因子间平衡,从而导致关节软骨细胞外基质退变,软骨细胞功能下降和失调。目的：观察兔关节软骨缺损修复过程中周期性张应力对软骨细胞基质金属蛋白酶表达的影响。方法：建立兔单侧膝关节软骨缺损模型,术后10周分离软骨细胞体外培养,非手术侧软骨细胞为正常组,术侧软骨细胞随机分为高应力组、低应力组及对照组,加载幅度为 sin10%,0.1,1.0,0 Hz 的周期性张应力,于24 h、48 h、1周、2周和4周后 RT-PCR 测定各组基质金属蛋白酶2,3,9,13的表达。结果与结论：加载周期性张应力24 h 后,正常组及对照组间的基质金属蛋白酶2,3,9,13的表达差异有显著性意义(P <0.05);加载周期性张应力1周、2周及4周后高应力组和低压力组间差异有显著性意义(P <0.05);同时发现,低应力组中基质金属蛋白酶2,3,9,13的表达持续下降,加载周期性张应力24 h 与4周之间的差异有显著性意义(P <0.05)。可见力学载荷可影响兔关节软骨缺损修复过程中基质金属蛋白酶的表达,在细胞分子水平上,关节软骨缺损病理的发生发展与应力相互影响。     

经皮椎体后凸成形术治疗骨质疏松性椎体压缩骨折后再骨折的危险因素分析

目的 探讨骨质疏松性椎体压缩骨折（OVCF）病人行经皮椎体后凸成形术（PKP）术后再骨折的危险因素。方法 回顾性分析2005年1月至2021年8月于我院诊断为骨质疏松性椎体压缩骨折并行PKP治疗的病人1 829例,其中女1 412例,男417例。根据PKP术后是否发生再次骨折,将病人分为再发骨折组（224例）和未再发骨折组（1 605例）。统计病人的性别、年龄、身体质量指数（BMI）、骨密度、术后侧（后）凸畸形的度数、椎体高度恢复率、初始骨折椎体数量、术前保守治疗时间、术后抗骨质疏松药物的使用、骨水泥渗漏、疼痛视觉模拟量表（VAS）评分、Oswestry功能障碍指数（ODI）进行单因素分析及多因素Logistic回归分析。结果 单因素分析显示性别、年龄、BMI、骨密度、术后抗骨质疏松药物的使用、骨水泥渗漏及术前保守治疗时间均与再骨折的发生有关（P＜0.05）;病人术后侧（后）凸畸形的度数、初始椎体骨折数量、术后椎体高度的恢复率、手术前后VAS评分和ODI与再骨折无明显相关性（P＞0.05）。通过Logistic回归分析发现女性（OR=4.355,95% CI：1.598~17.908,P=0.006）、65岁及以上（OR=6.431,95% CI：1.756~23.233,P=0.003）、BMI≥23 kg/m²（OR=3.561,95% CI：0.787~12.065,P=0.037）、骨密度T值＜-2.5 SD（OR=10.352,95% CI：2.857~41.761,P＜0.001）、术后未使用抗骨质疏松药物（OR=6.070,95% CI：1.731~21.165,P=0.003）、骨水泥渗漏（OR=6.150,95% CI：1.671~16.177,P=0.004）为PKP术后再发骨折的独立危险因素。结论 PKP术中应仔细操作,尽量避免骨水泥渗漏;对于女性、高龄、BMI高、骨密度过低的病人行PKP术后应重点关注;术后进行规律的抗骨质疏松治疗,避免再骨折的发生。     

Mimics软件在个体化全髋关节假体翻修中的应用

背景：人工髋关节翻修中髋臼骨质缺损常常是难以定位及定量的,因而利用计算机辅助设计与计算机辅助加工技术进行置换前准备可减少髋臼重建的难度及风险。目的：探讨Mimics软件在个体化全髋关节假体翻修中的应用及意义。方法：将全髋关节翻修患者髋关节CT扫描图像数据导入Mimics软件,重建髋关节三维模型。测量髋关节假体前倾角、外翻角、颈干角、股骨头直径、髋臼壁厚度/直径以及假体松动破碎情况,对髋臼骨质缺损范围进行定位以及定量,同时通过模拟翻修,设计植骨范围,拟植入全髋关节假体规格。结果与结论：通过Mimics三维窗口,精确定位该破碎假体,碎片最大纵径预测33.68mm,距离股骨头假体距离48.93mm,距离髋臼假体20.14mm。髋臼选取130.47mm2可视区域平均阈值339.98,骨质缺损区130.47mm2可视区域平均阈值-481.25,缺损面积21.41mm×21.38mm,根据三维模型评估骨质缺损并分类：AAOS分类ⅠB型,Gross分类ⅡA型,Engh分类Ⅰ型。结果证实,在髋关节翻修中借助Mimics软件可优化置换方案及方式,减少并发症,降低置换风险。     

Mimics软件在个体化全髋关节假体翻修中的应用**

背景：人工髋关节翻修中髋臼骨质缺损常常是难以定位及定量的,因而利用计算机辅助设计与计算机辅助加工技术进行置换前准备可减少髋臼重建的难度及风险。 目的：探讨Mimics软件在个体化全髋关节假体翻修中的应用及意义。 方法：将全髋关节翻修患者髋关节CT扫描图像数据导入Mimics软件,重建髋关节三维模型。测量髋关节假体前倾角、外翻角、颈干角、股骨头直径、髋臼壁厚度/直径以及假体松动破碎情况,对髋臼骨质缺损范围进行定位以及定量,同时通过模拟翻修,设计植骨范围,拟植入全髋关节假体规格。 结果与结论：通过Mimics三维窗口,精确定位该破碎假体,碎片最大纵径预测33.68 mm,距离股骨头假体距离48.93 mm,距离髋臼假体20.14 mm。髋臼选取130.47 mm2可视区域平均阈值339.98,骨质缺损区130.47 mm2可视区域平均阈值-481.25,缺损面积21.41 mm×21.38 mm,根据三维模型评估骨质缺损并分类：AAOS分类ⅠB型,Gross分类ⅡA型,Engh分类Ⅰ型。结果证实,在髋关节翻修中借助Mimics软件可优化置换方案及方式,减少并发症,降低置换风险。 关键词：髋关节翻修;Mimics;三维重建;人工假体;数字化骨科技术 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.13.006     

南蛇藤复方制剂治疗大鼠佐剂性关节炎的研究

目的研究南蛇藤复方制剂对大鼠佐剂性关节炎的影响,探讨其作用机制。方法大鼠予注射弗氏完全佐剂造模,测量大鼠后足肿胀程度,HE染色观察关节病理学改变,ELISA法检测血清MMP-2、MMP-3、TNF-α蛋白含量。结果南蛇藤复方制剂可明显抑制关节肿胀,改善关节的病理学病变,减少大鼠血清中的MMP-2、MMP－3、TNF－α蛋白含量。结论南蛇藤复方制剂治疗大鼠佐剂性关节炎有较好的效果,可能是通过降低血清MMP－2、MMP-3、TNF－α蛋白含量从而减轻或延缓关节损伤。     

周期性张应力与软骨细胞基质金属蛋白酶的表达

背景：课题组前期研究证实,在关节软骨缺损及骨性关节炎的动物模型中,软骨细胞可过度表达基质金属蛋白酶,各种异常刺激均可能打破基质金属蛋白酶与金属蛋白酶组织抑制因子间平衡,从而导致关节软骨细胞外基质退变,软骨细胞功能下降和失调。目的：观察兔关节软骨缺损修复过程中周期性张应力对软骨细胞基质金属蛋白酶表达的影响。方法：建立兔单侧膝关节软骨缺损模型,术后10周分离软骨细胞体外培养,非手术侧软骨细胞为正常组,术侧软骨细胞随机分为高应力组、低应力组及对照组,加载幅度为sin00％,0．1,1．0,OHz的周期性张应力,于24h、48h、1周、2周和4周后RT-PCR测定各组基质金属蛋白酶2,3,9,13的表达。结果与结论：加载周期性张应力24h后,正常组及对照组间的基质金属蛋白酶2,3,9,13的表达差异有显著性意义（P《O．05）;加载周期性张应力1周、2周及4周后高应力组和低压力组间差异有显著性意义（P〈0．05）;同时发现,低应力组中基质金属蛋白酶2,3,9,13的表达持续下降,加载周期性张应力24h与4周之间的差异有显著性意义（P〈0．05）。可见力学载荷可影响兔关节软骨缺损修复过程中基质金属蛋白酶的表达,在细胞分子水平上,关节软骨缺损病理的发生发展与应力相互影响。     

胶原/羟基磷灰石一体化支架修复关节软骨缺损的机制研究

目的观察新型胶原/羟基磷灰石一体化修复支架材料修复创伤性软骨缺损的生物机制及可行性。方法45 只新西兰兔随机分为3 组,实验组和对照组制作全层关节软骨缺损动物模型并在实验组植入新型生物支架材料,正常组不予处理。术后1、2、4 周分别处死动物,Wakitani 法对修复组织进行组织形态学评分,RT-PCR 测定关节滑膜中基质金属蛋白酶(MMPs)-2、3、9 和13 mRNA 含量及纯度。结果术后2 周实验组修复组织主要为透明软骨,对照组无明显修复组织,Wakitani 评分两组间有非常显著性差异(P<0.01)。RT-PCR 显示实验组MMP-2、3 和9 的活化降低(P<0.05),而MMP-13 在修复过程中持续表达(P>0.05)。结论新型生物支架材料通过抑制MMPs 表达水平来减轻炎症反应和保护软骨,在动物体内可促进关节软骨缺损的修复。     

轴向控制动力性髓内钉的研制及其生物力学

[目的]设计和研制了一种新型的交锁钉--轴向控制动力性髓内钉(ACDIN),并进行生物力学测试、分析.[方法]ACDIN钉,其远端与G-K钉相同;而近端根据股骨和胫骨近端髓腔的解剖特点分别增加了2或4个轴向控制板.采用12对新鲜的成人股骨的标本,然后将标本按左右分为3组,每组都有8根标本:对照组、股骨轴向控制动力性锁钉处理组和G-K交锁钉处理组.将ACDIN钉与G-K钉分别安装在MTS858实验机上,进行压缩应变及抗扭转测试分析和比较.[结果]在抗扭转强度方面,ACDIN钉为(1.90±0.40)Nm/(°)与G-K钉(1.94±0.35)Nm/(°)之间无显著性差异;与对照组和ACDIN处理组相比较,G-K处理组的下后方压缩应变量最低,为(1.47±0.26)×10-4N/mm;G-K处理组的两锁钉间压缩刚度应变值最高,为(4.9±1.6)×10-4N/mm,差别均具有统计学意义(P＜0.001).ACDIN处理组与对照组相比较,下后方压缩刚度和两锁钉间压缩刚度均没有显著性差异[分别是(2.63±0.77)×10-4N/mm对(2.53±0.32)×10-4N/mm和(2.6±1.3)×10-4N/mm对(2.6±0.6)×10-4N/mm,P0.05).[结论]轴向控制动力性锁钉能够起到平衡固定的作用,具有良好的生物力学性能.