致密型n-HA-PA66人工骨與PLGA膜復合體修復節(jié)段性兔股骨缺損的實驗研究.pdf

1、由各種原因造成的骨缺損的修復歷來是臨床一大難題，特別是大段負重骨缺損的重建更為困難。國內(nèi)學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產(chǎn)權和國際領先水平的新型納米骨修復替代材料，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)的韌性完整地結合起來，其在形態(tài)、結構和組成上與人體骨中磷灰石納米針晶相似，而力學性能特別是抗壓、抗彎強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人工骨生物學性能及修復骨缺損的實驗研究”，實驗顯示：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能力，即具有良好的生物學性能。本實驗應用的致密型n-HA/PA66人工骨是一種新型的骨修復替代材料，其力學

3、性能及化學特性接近自然骨水平，與網(wǎng)孔n-HA/PA66人工骨相比強度更好，更適合于負重部位骨缺損的修復，但同時由于其質(zhì)地堅硬致密，不利于骨細胞的長入和血管化，難以成骨。因此本實驗應用膜引導性骨再生<'[3]>(Membraneguided bone regeneration，MGBR)技術，和網(wǎng)孔n-HA/PA66人工骨做對照，并建立單一負重骨缺損模型，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，驗證其修

4、復負重部位骨缺損的可行性。 目的：為致密型n-HA/PA66人工骨應用于負重部位骨缺損的修復做前期實驗研究。應用MGBR技術，觀察致密型n-HA/PA66人工骨與聚乳酸—乙醇酸(Polylactic-glycolic acid，PLGA)膜復合體修復骨缺損的特點及機制，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。通過力學實驗，測試用本方法造成的致密型n-HA/PA66人工骨與自體骨結合強度。證實致密型n-

5、HA/PA66人工骨與PLGA膜復合體修復負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)科大學動物實驗中心提供)。將42只兔隨機分成三組，編號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)作為力學實驗正常對照。A組植入致密型n-HA/PA66復合材料和PLGA膜，B組僅植入致密型n-HA/PA66復

6、合材料，C組植入網(wǎng)孔n-HA/PA66復合材料。A組為試驗組，B、C兩組為對照組。術后12、16、20、24周(W)各時相點分別攝X線DR片，取材行大體觀察，制作硬組織學切片行組織學觀察；24W時各組留取部分標本行掃描電鏡(Scanning electron microscope，SEM)觀察，并進行生物力學測試。對各時間點每組“材料/受體”骨界面新骨形成、骨缺損修復、骨愈合情況以及骨缺損修復后的力學強度進行評價。上述實驗所得數(shù)據(jù)用SA

7、S11.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學分析比較，并規(guī)定以p<0.05為具有顯著性差異。 結果：術區(qū)未見明顯的排斥反應。 (1)X線：12W時，三組復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，實驗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，實驗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，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放射學評分可見，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：12W時，實驗組可看到材料周圍大量成骨細胞(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胞(chondrocyte，CC)，網(wǎng)孔中有膠原組織(Collagen，Col)及OB；16W時，實驗組材料周圍可看到大量PTB，部分板層骨(Lamellar bone，LB)以及破骨細胞(Osteoclast，OC)導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，實驗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，實驗組植入體周圍新生LB更多更致密，B組亦可看到大量LB，C組CT逐漸被LB替代。由組織學切片計算機圖像分析可見，A組與C組間骨結合率p>0.05，無明顯差異；但A組與B組間骨結合率p<0.05，差異有顯著性。 (3)SEM：三組復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合材料；

11、C組網(wǎng)孔內(nèi)可見到新生骨組織，A、B兩組復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：24W時，三點彎曲試驗和壓縮試驗中全面、客觀反映力學修復效果的強度、韌性、及彈性指標的各項測試結果表明，A、C組間并分別和正常股骨相比較，均無統(tǒng)計學意義(p>0.05)，而B組和正常股骨之間有顯著性差異(p<0.05)。 結論：致密型n-HA/PA66人工骨與PLGA膜復合體具