再血管化壞死骨修復(fù)脛骨骨髓炎骨缺損的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目的： 臨床高能量損傷造成的開放性骨折常發(fā)生骨髓炎并骨質(zhì)外露壞死,手術(shù)清創(chuàng)后常造成節(jié)段性骨缺損。感染性骨缺損的修復(fù)重建非常困難。我們?cè)噲D通過模擬臨床創(chuàng)傷后骨髓炎的發(fā)病機(jī)制建立動(dòng)物模型,在此模型基礎(chǔ)上以骨髓炎壞死皮質(zhì)骨為研究對(duì)象,制備出部分脫鈣骨基質(zhì)并設(shè)法恢復(fù)其血運(yùn),同時(shí)結(jié)合顯微外科技術(shù)來修復(fù)脛骨感染性骨缺損。 方法： (一)第一部分 伴軟組織缺損的創(chuàng)傷后骨髓炎皮質(zhì)骨壞死動(dòng)物模型的創(chuàng)建。以雄性Wistar大

2、鼠為研究對(duì)象,隨機(jī)分為兩組,實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組各10只,共20只。在大鼠脛骨干制造4mm×8mm皮質(zhì)骨缺損,將3×106 cfu金黃色葡萄球菌和異物(紗布)接種到脛骨骨缺損處髓腔內(nèi),并將游離骨塊回植到缺損區(qū),外翻縫合軟組織使骨質(zhì)外露,對(duì)照組不接種金葡菌。術(shù)后2W、4W觀察記錄一般情況,行放射學(xué)、病理組織學(xué)檢查。定量數(shù)據(jù)采用SPSS 12.0統(tǒng)計(jì)軟件處理。術(shù)后通過病理組織學(xué)和放射學(xué)方法評(píng)價(jià)骨髓炎及骨壞死的情況。 (二)第二部分

3、 大鼠骨髓炎壞死皮質(zhì)骨脫鈣骨基質(zhì)制備及理化性質(zhì)和生物力學(xué)測(cè)定。以大鼠骨髓炎壞死皮質(zhì)骨和正常新鮮皮質(zhì)骨作為研究對(duì)象,按改良Urist法將骨髓炎壞死皮質(zhì)骨經(jīng)脫鈣脫脂處理得到部分脫鈣骨基質(zhì),掃描電鏡觀察測(cè)量其孔隙度,全自動(dòng)生化分析儀測(cè)量其鈣含量并計(jì)算脫鈣率,生物力學(xué)儀測(cè)量其形變一負(fù)荷曲線。 (三)第三部分 自體骨髓炎壞死皮質(zhì)骨脫鈣骨基質(zhì)再血管化并修復(fù)骨缺損的實(shí)驗(yàn)研究。以骨髓炎骨壞死模型造模后的雄性Wistar大鼠為研究對(duì)象,隨

4、機(jī)分成兩大組,腹部包埋組：其中實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組各9只,共18只；骨缺損修復(fù)組22只,共40只。所有大鼠取腹部切口顯露腹壁淺動(dòng)脈,將骨髓炎壞死皮質(zhì)骨部分脫鈣骨基質(zhì)滅菌后,無菌條件下包埋于雙側(cè)腹壁淺動(dòng)脈肌瓣中,對(duì)照組將未脫鈣壞死皮質(zhì)骨包埋于相同肌瓣中。腹部包埋組術(shù)后1 W、2W、4W實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組各處死3只動(dòng)物,取材行病理組織學(xué)檢查觀察血管化情況。骨缺損修復(fù)組22只大鼠于腹壁淺動(dòng)脈肌瓣包埋后2W,將部分血管化的壞死皮質(zhì)骨脫鈣骨基質(zhì)連同腹壁淺動(dòng)

5、脈帶蒂肌瓣轉(zhuǎn)移填充于脛骨骨髓炎骨缺損處,術(shù)后4W、8W、12W行經(jīng)放射學(xué)和病理組織學(xué)檢查骨髓炎及缺損修復(fù)情況。 結(jié)果： (一)第一部分 實(shí)驗(yàn)組大鼠術(shù)后體重下降,體溫和WBC升高,放射學(xué)檢查見髓腔內(nèi)骨質(zhì)破壞,骨皮質(zhì)變薄,骨膜反應(yīng)和軟組織腫脹陰影,部分出現(xiàn)病理性骨折。病理組織學(xué)見髓腔內(nèi)大量炎細(xì)胞浸潤(rùn),骨小梁部分溶解、吸收、稀疏、壞死,骨細(xì)胞壞死,骨陷窩空虛。對(duì)照側(cè)僅表現(xiàn)為輕微的炎癥反應(yīng),無明顯骨髓炎征象。 (

6、二)第二部分 骨髓炎壞死皮質(zhì)骨經(jīng)脫鈣脫脂后形成部分脫鈣骨基質(zhì),平均鈣含量為92.17±0.54 mg/g,脫鈣率為38.1％。掃描電鏡顯示：壞死皮質(zhì)骨脫鈣骨基質(zhì)表面凹凸不平,包含兩種微孔結(jié)構(gòu),直徑在7～15μm和0.1～0.4μm之間,微孔之間相互溝通共同形成篩孔樣結(jié)構(gòu),與正常新鮮皮質(zhì)骨DBM比較,無明顯差異。生物力學(xué)測(cè)定：形變與負(fù)荷呈函數(shù)關(guān)系,隨著負(fù)荷增加,形變逐漸增加,形變一負(fù)荷表現(xiàn)為一條平緩的上升曲線,與新鮮皮質(zhì)骨形變-負(fù)

7、荷曲線比較接近。 (三)第三部分 腹部包埋實(shí)驗(yàn)組1W時(shí),部分脫鈣骨基質(zhì)內(nèi)大量骨細(xì)胞壞死,骨陷窩空虛,周圍肌肉組織中炎細(xì)胞浸潤(rùn)。2W時(shí),哈弗氏管內(nèi)偶見血管長(zhǎng)入,主要集中在表層組織內(nèi),骨陷窩內(nèi)仍空虛,無細(xì)胞或血管。4W時(shí)少許血管長(zhǎng)入,仍以集中在表層為主,血管直徑不等,分布不均,骨陷窩內(nèi)可見成骨細(xì)胞,分布密度不均,無特征性骨結(jié)構(gòu)。對(duì)照組2W,4W壞死皮質(zhì)骨組織內(nèi)均未見血管長(zhǎng)入。骨缺損修復(fù)組術(shù)后4W,脫鈣骨基質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)了軟骨化生,

8、周圍被纖維細(xì)胞包繞,靠近骨髓腔一側(cè)可見炎細(xì)胞浸潤(rùn)。術(shù)后8W：部分脫鈣骨基質(zhì)大量軟骨化,外層包被纖維組織和肌肉。術(shù)后12W：部分脫鈣骨基質(zhì)出現(xiàn)不同程度的軟骨化和骨化,靠近干骺端一側(cè)骨化明顯,出現(xiàn)部分類似骨小梁的結(jié)構(gòu)。放射學(xué)顯示脛骨缺損修復(fù)區(qū)4W時(shí),脛骨缺損清晰可見,移植組織密度低,無鈣化征象。8W時(shí),脛骨缺損仍清晰可見,移植組織密度低,無明顯鈣化征象,周圍組織硬化,骨膜增生。12W時(shí),脛骨缺損稍模糊,移植組織密度稍增高,與周圍骨質(zhì)有部分連

9、接。 結(jié)論： (一)第一部分 大鼠脛骨造成皮質(zhì)骨缺損并接種金葡菌和異物,骨塊回植并骨外露,可以成功建立伴軟組織缺損的創(chuàng)傷后骨髓炎皮質(zhì)骨壞死動(dòng)物模型。細(xì)菌、異物、創(chuàng)傷是建立此模型的必要條件,軟組織外翻縫合骨外露更接近臨床伴有軟組織缺損的創(chuàng)傷后骨髓炎的實(shí)際情況。 (二)第二部分 創(chuàng)傷后骨髓炎壞死皮質(zhì)骨經(jīng)脫鈣脫脂處理后可得到部分脫鈣骨基質(zhì),既有三維的網(wǎng)狀孔隙結(jié)構(gòu),又保持了一定的生物力學(xué)強(qiáng)度,既脫去部分鈣