股骨頭骨缺損模型打壓植骨應(yīng)力與軟骨下骨承受能力的相關(guān)性研究.pdf

1、研究目的:打壓植骨是治療股骨頭壞死的一種有效方法。但是既往打壓植骨術(shù)中，打壓應(yīng)力的大小沒有標(biāo)準(zhǔn)，缺少確定植骨充分的方法，術(shù)者往往通過自身的經(jīng)驗進(jìn)行打壓，既有可能因為打壓應(yīng)力過大造成軟骨下骨穿孔，又有可能因為打壓應(yīng)力不足造成支撐效果不佳最終導(dǎo)致股骨頭塌陷。本實驗通過制作豬的股骨頭骨缺損模型，測量植入不同數(shù)目體積的松質(zhì)骨粒時軟骨下骨可承受的打壓植骨應(yīng)力，從而得出股骨頭軟骨下骨可承受的安全應(yīng)力，并探討合適的打壓植骨方式，最后通過影像學(xué)評定打壓

2、植骨后股骨頭的情況，為進(jìn)一步探索髓芯減壓加打壓植骨治療股骨頭壞死，提供生物力學(xué)上的實驗依據(jù)和理論準(zhǔn)備。
　　研究方法:選取健康的8月齡長白豬新鮮股骨30具，進(jìn)行骨密度測試，對股骨頭標(biāo)本采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計。區(qū)組內(nèi)序號從A-D的依次按照不植骨、植1g松質(zhì)骨、植2g松質(zhì)骨、植3g松質(zhì)骨來進(jìn)行打壓植骨的力學(xué)測試，序號為E的待A-D組測試完成分析出安全打壓應(yīng)力結(jié)果后，用安全打壓應(yīng)力植3g松質(zhì)骨，作為對安全應(yīng)力的評估。將股骨大轉(zhuǎn)子頂點下6cm位

3、置確定為鉆孔入口處，然后確定股骨頭負(fù)重面。用游標(biāo)卡尺測量從股骨頭負(fù)重面至鉆孔入口長度，在鉆頭上做出限深標(biāo)記后，用直徑為9mm的環(huán)鉆從確定的入口處鉆入，直至股骨頭負(fù)重面下軟骨下骨厚度為3mm處，刮出孔道內(nèi)的松質(zhì)骨。制作好股骨頭骨缺損模型后，用X線檢驗?zāi)Ｐ蛙浌窍鹿呛穸?。將A-D組股骨頭骨缺損模型依次按照不填充植骨顆粒、填充1g植骨顆粒、填充2g植骨顆粒、填充3g植骨顆粒進(jìn)行生物力學(xué)試驗，致股骨頭軟骨下骨變形穿孔，同步記錄位移和壓力曲線。E組

4、股骨頭骨缺損模型用于評估采用安全打壓應(yīng)力值打壓植骨的結(jié)果。觀察打壓植骨后股骨頭的完整性。用Micro-CT評估安全應(yīng)力打壓植骨后的股骨頭軟骨下骨。
　　結(jié)果:
　　1、骨密度測量結(jié)果
　　所有股骨頭標(biāo)本W(wǎng)ard's三角區(qū)的骨密度結(jié)果:骨密度測量值在0.537～1.228g/cm2之間，均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差為0.874±0.117g/cm2。
　　2、模型制作完成后影像學(xué)結(jié)果
　　X線機(jī)拍攝平片后通過Orthovie

5、w軟件測量分析，所有股骨頭骨缺損標(biāo)本軟骨下骨厚度均為3mm。
　　3、生物力學(xué)測試后的股骨頭大體結(jié)果
　　A-D組所有標(biāo)本經(jīng)過生物力學(xué)測試，股骨頭軟骨下骨斷裂，股骨頭穿孔。E組所有標(biāo)本經(jīng)過生物力學(xué)測試，股骨頭形態(tài)完整。
　　4、生物力學(xué)測試結(jié)果
　　A-D組的股骨頭穿透時的應(yīng)力依次為:1196.833±124.646N、2395.667±657.941N、1990.167±617.326N、2230.333±37

6、0.238N。根據(jù)生物力學(xué)測量的結(jié)果發(fā)現(xiàn)股骨頭標(biāo)本臨界應(yīng)力的應(yīng)力為1060N，因此當(dāng)打壓應(yīng)力小于等于1000N時，可以視為安全的打壓植骨應(yīng)力。
　　5、安全應(yīng)力打壓植骨后的影像學(xué)結(jié)果
　　Micro-CT可觀察到安全應(yīng)力打壓植骨后的股骨頭軟骨下骨骨小梁均整齊排列有序，未出現(xiàn)軟骨下骨骨小梁變形和斷裂，且植骨緊密。
　　6、統(tǒng)計分析
　　B、C、D組（打壓植骨1 g、2g、3g組）與A組（未植骨）之間差異具有統(tǒng)計學(xué)意

7、義;BC組之間、CD組之間、BD組之間尚不能認(rèn)為有統(tǒng)計學(xué)差異。
　　結(jié)論:
　　1、在精密儀器的輔助下和影像設(shè)備的驗證下可以制作出股骨頭軟骨下骨厚度為3mm的股骨頭骨缺損模型。
　　2、軟骨下骨厚度為3mm以上的股骨頭，用直徑為9mm的圓形平面頂棒打壓植入顆粒狀松質(zhì)骨時，1000N以下的打壓應(yīng)力是安全的。
　　3、軟骨下骨厚度為3mm以上的股骨頭，植骨可以有效增強(qiáng)軟骨下骨對打壓應(yīng)力的承受能力。不同植骨量時，可以承