膝关节骨性关节炎与类风湿性关节炎胫骨平台的骨微结构及骨水泥-骨界面生物力学

目的骨水泥关节假体无菌性松动常发生在骨水泥-骨界面,而此界面的力学强度主要取决于界面区域的骨形态和骨与骨水泥之间的交锁程度。文中探讨骨性关节炎(osteoarthritis,OA)与类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)胫骨平台骨小梁微结构、骨水泥-骨界面生物力学强度及其相关性。方法收集人工全膝关节置换术中截取的OA及RA患者胫骨平台各20例,用Skyscan1176小动物活体断层扫描体统扫描标本的内、外侧胫骨平台软骨下骨小梁,获得其显微结构参数,再将胫骨平台骨标本制成骨水泥-骨模型,用INSTRON强度测试仪测出骨水泥-骨界面剪切强度,对骨小梁微结构与界面强度的相关性进行对比分析。结果 1剪切力与OA胫骨平台骨小梁骨体积分数(bone surface/bone volume,BV/TV)(r=-0.313)、骨小梁厚度(r=-0.340)、骨小梁间隙(r=0.345)呈显著相关性(P<0.05),骨水泥-骨界面力学强度OA内侧胫骨平台低于OA外侧胫骨平台(87.45±52.50)N vs(177.25±71.11)N,P<0.05]。2剪切力与RA胫骨平台骨小梁BV/TV(r=0.343)、骨小梁数目(r=0.391)呈显著相关性(P<005),界面强度RA外侧胫骨平台低于RA内侧胫骨平台(62.23±46.22)N vs(79.20±56.37)N,P<0.05]。3骨水泥-骨界面的强度OA大于RA(132.35±76.64)N vs(71.05±51.55)N,P<0.05]。结论 OA与RA患者胫骨平台软骨下的骨小梁显微结构存在差异,导致骨水泥-骨界面生物力学强度的不同,对人工膝关节假体的力学环境分析有一定的指导作用。