局部應用rhBMP-2加速顱骨縫牽引成骨的實驗研究.pdf

1、第一部分兔矢狀縫牽引成骨模型的建立
　　目的:建立兔顱骨矢狀縫牽引成骨的動物實驗模型,應用持續(xù)等張牽引及間斷牽引兩種不同的牽引方式驗證該動物模型的可行性。
　　方法:以微型牽引種植釘(MSI)作為支抗,鎳鈦彈簧作為牽引力源,建立MSI兔顱骨矢狀縫彈力牽引成骨模型。應用此矢狀縫MSI彈力牽引系統(tǒng)對18只11周齡的新西蘭白兔作矢狀縫牽引成骨實驗驗證。
　　將實驗動物隨機分為三組,持續(xù)等張牽引組(N=7),間斷牽引組(N=7

2、),對照組(N=4)。牽引周期29天,于0,5,11,17,23,及29天分別測量兩組動物微型牽引種植釘MSI牽開距離及X線頭影片觀察骨縫牽開情況;第7天,第27天注射四環(huán)素,在第17天注射鈣黃綠素,作為術后熒光組織切片觀察標記。通過觀察動物對該牽引成骨系統(tǒng)的耐受性,比較各組骨縫牽開的距離,及觀察欠狀縫組織形態(tài)學變化,驗證兔顱骨矢狀縫牽引成骨模型的可行性。
　　結果:MSI彈力牽引系統(tǒng)成功率為86％,接近即刻種植牽引文獻報告的成功

3、率。持續(xù)等張牽引及間斷牽引成骨實驗均可順利完成。50g力持續(xù)等張牽引組,矢狀縫牽開的距離隨著牽引持續(xù)時間的增加而遞增,但骨縫牽開率呈現先快后慢的趨勢。50g力間斷牽引組,矢狀縫的牽開距離隨牽引時間的增加而增大,矢狀縫牽開率基本保持恒定。骨組織形態(tài)學表現顯示,兩組骨縫間均有新生骨組織形成,說明該牽引成骨模型既能有效牽開骨縫,也能誘導骨縫間成骨。
　　結論:
　　1,本實驗采用自行研制的微型種植釘MSI彈力牽引系統(tǒng),成功建立了兔

4、矢狀縫彈力牽引成骨模型。該模型經持續(xù)等張牽引及間斷彈力牽引兩種牽引方式驗證,矢狀縫牽引成骨效果可靠,具有可行性、可重復性,價格便宜,成功率較高的特點。
　　2,在相同牽引周期50g力牽引下,持續(xù)等張牽引較問斷彈力牽引能更大程度牽開矢狀縫。
　　第二部分兔顱縫牽引成骨中不同大小牽引力對顱縫改建的作用
　　目的:通過比較不同大小牽引力牽開骨縫的大小及誘導骨縫成骨的能力,探討不同大小牽引力對骨縫組織改建的影響。為后續(xù)實驗提供

5、合適的牽引力參考,也可指導臨床應用。
　　方法:37只6周齡的新西蘭白兔隨機分為四組,50g力鎳鈦彈簧持續(xù)等張牽引組(N=11),100g力鎳鈦彈簧持續(xù)等張牽引組(N=9),200g力鎳鈦彈簧持續(xù)等張牽引組(N=9)及對照組(N=8)。各實驗組兔矢狀縫行持續(xù)等張牽引42天,對照組未對顱縫行牽引。在第0,14,28及42天記錄微型牽引種植釘MSI牽開距離及X線頭影片觀察骨縫牽開情況;第10天,第30天注射四環(huán)素,第20天注射鈣黃綠素

6、,作為術后熒光組織切片觀察標記。通過比較各組欠狀縫牽開的距離,觀察各組欠狀縫牽引后組織切片并結合骨組織形態(tài)學測量方法,研究不同大小牽引力、骨縫牽開大小、及骨縫間成骨關系。
　　結果:MSI彈力牽引系統(tǒng)成功率為88.9％。各實驗組矢狀縫牽開距離隨牽引時間的增加而增大,但骨縫牽開率呈先快后慢的趨勢。本次實驗中,矢狀縫牽開的距離(S)隨著牽引力的增加而明顯增大,即S200g＞S100g＞S50g＞S0,各組間牽開距離差異有統(tǒng)計學意義(P

7、＜0.05)。骨組織形態(tài)學測量發(fā)現,在0g,50g,100g牽引力組新骨生成量隨牽引力的增加而遞增(P＜0.05),說明在一定范圍內骨縫間成骨率隨牽引力的增加而增加;但在100g與200g組間新骨生成量差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05),說明過大的牽引力未能有效提升成骨效率。
　　研究結論:
　　1,在一定牽開范圍內,骨縫牽開距離隨牽引力的增大而增加。
　　2,在一定范圍的牽張力下,骨縫間新骨生成景隨牽張力的增大而增多,

8、但過大的牽引力或牽引速率末能有效促進成骨。
　　3,在一定的牽引力及牽開范圍內,骨縫牽引成骨誘導新骨生成的能力隨骨縫牽開的增大而增強。
　　第三部分局部應用rhBMP-2加速顱骨縫牽引成骨的實驗研究
　　目的:在200g力持續(xù)快速等張牽引成骨作用下,比較不同濃度的rhBMP-2對顱縫改建的作用,探索rhBMP-2在加速顱縫牽引成骨種應用加速成骨的可行性,探討快速牽引成骨的同時,加速骨縫間成骨,縮短縫牽引成骨治療周期減少

9、復發(fā)的可能。
　　方法:50只6周齡的新西蘭白兔行200g力持續(xù)快速等張矢狀縫牽引。按照接受rhBMP-2的濃度不同隨機分為5組,每組10只實驗動物。對照組:即0 mg/ml rhBMP-2組(N=10);實驗組:0.01 mg/ml(N=10),0.025 mg/ml(N=10),0.1 mg/ml(N=10)和0.4 mg/ml(N=10)rhBMP-2組。將不同濃度的rhBMP-2與可吸收膠原海綿(ACS)充分結合后植入兔矢

10、狀縫處骨膜下,即刻給予200g持續(xù)等張牽引33天。在第0,10,20及30天記錄微型牽引種植釘MSI牽開距離及X線頭影片觀察骨縫牽開情況;在第10天,第30天注射鈣黃綠素,在第20天注射四環(huán)素,作為術后熒光組織切片觀察標記。牽引后第33天處死全部動物,采集所有兔矢狀縫標本行Micro CT精細掃捕及三維重建,再行組織切片制備后在熒光顯微鏡下觀察各組骨縫牽引后改建情況。
　　結果:MSI彈力牽引系統(tǒng)成功率為90％。根據骨縫牽開距離的

11、大小可分為兩大組:骨縫持續(xù)牽開組(對照組及0.01mg/ml rhBMP-2組)和骨縫牽開受限組(0.025mg/ml,0.1mg/ml,0.4mg/ml組)。各骨縫牽開測量方法均顯示,整個牽引周期內對照組及0.01mg/ml rhBMP-2骨縫牽開的趨勢相似,牽引術后(牽引33天)兩組骨縫牽開距離未見明顯差異(P＞0.05)。在0.025mg/ml,0.1mg/ml,0.4mg/ml組牽引前后(牽引33天),骨縫在0-10天牽開趨勢與

12、對照組相似,但10-30天骨縫未見明顯牽開,牽引后(牽引33天)3組矢狀縫牽開距離差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05);各組骨縫牽開數據行方差分析,骨縫牽開組(對照組與0.01mg/ml組)與骨縫牽開受限組(0.025mg/ml,0.1mg/ml,0.4mg/ml組)矢狀縫牽開距離差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。
　　Micro CT重建兔矢狀縫精細三維結構及熒光組織學切片觀察顯示,在較高濃度組0.025 mg/ml,0.1 mg/

13、ml及0.4 mg/ml,各組均可見矢狀縫骨化閉合,骨縫區(qū)骨密度與周圍骨組織相當;在0.01 mg/ml組,可見骨縫間新骨大量充填于矢狀縫間隙,未見骨縫骨化閉合;而對照組,骨縫牽開距離較大,可見明顯骨縫間隙,少量新骨沿應力方向排列。Micro CT三維重建骨縫間隙體積顯示,0.01 mg/ml組骨縫間隙小于對照組(P＜0.01),說明200g持續(xù)牽引下局部應用0.01mg/ml rhBMP-2能誘導骨縫間新骨的生成,未導致矢狀縫閉合。<

14、br>　　研究結論:
　　1,在200g力矢狀縫持續(xù)快速牽引下,骨縫開始擴張時局部應用較高濃度rhBMP-2(0.025mg/ml,0.1mg/ml,0.4mg/ml)會使矢狀縫間過量成骨致骨縫閉合,牽引受限:
　　2,在200g力矢狀縫持續(xù)快速牽引下,局部應用低濃度(0.01mg/ml)rhBMP-2能加速欠狀縫間新骨生成,且牽引成骨順利,未見骨縫閉合。
　　3,骨縫快速牽引時局部應用低濃度rhBMP-2,能在快速牽

15、開骨塊的同時加快骨縫間新骨生成充填間隙,縮短了牽引療程,提高了成骨效率,減少了術后復發(fā)的可能。
　　第四部分富血小板血漿結合rhBMP-2加速顱骨縫牽引成骨的實驗研究
　　目的:探討富血小板血漿凝膠作為自體生長因子來源局部應用對骨縫組織改建的影響。并通過結合rhBMP-2的應用探討富血小板凝膠作為緩釋載體的可能性指導臨床應用。
　　方法:30只6周齡的新西蘭白兔隨機分為三組,在200g力鎳鈦彈簧持續(xù)等張下,分別分為:(

16、0)對照組,(1)富血小板血漿組,(2)富血小板血漿結合10μg rhBMP-2組(PRP/rhBMP-2)。各實驗組兔矢狀縫行200g力持續(xù)等張牽引33天,在第10天,第30天注射鈣黃綠素,在第20天注射四環(huán)素,作為術后熒光組織切片觀察標記。牽引后第33天處死全部動物,采集所有兔矢狀縫標本行Micro CT精細掃描及三維重建,再行組織切片制備后在熒光顯微鏡下觀察各組骨縫牽引后改建情況。
　　結果:MSI彈力牽引系統(tǒng)成功率為93.

17、3％。整個牽引周期內對照組及富血小板血漿組骨縫牽開的趨勢相似,牽引術后(牽引33天)兩組骨縫牽開距離未見明顯差異(P＞0.05)。在PRP/rhBMP-2組牽引第10天后骨縫牽開明顯受限。Micro CT重建兔矢狀縫精細三維結構及熒光組織學切片觀察顯示,PRP/rhBMP-2組可見矢狀縫骨化閉合,骨縫區(qū)骨密度與周圍骨組織相當;在富血小板血漿組,可見骨縫間新骨大量充填于矢狀縫間隙,未見骨縫骨化閉合;而對照組,骨縫牽開距離較大,可見明顯骨縫

18、間隙,少量新骨沿應力方向排列。
　　研究結論:
　　1,在200g力矢狀縫持續(xù)快速牽引下,局部應用自體血小板血漿凝膠能加速矢狀縫間新骨生成,且牽引成骨順利,未見骨縫閉合;
　　2,在200g力矢狀縫持續(xù)快速牽引下,局部應用富血小板血漿結合10μg rhBMP-2會使矢狀縫間過量成骨致骨縫閉合,牽引受限;
　　3,富血小板血漿不僅可作為自體來源的生長因子來源,亦可作為生物材料結合rhBMP-2局部應用提高成骨效應。