新型低彈鈦合金髓內(nèi)針對(duì)大鼠骨質(zhì)疏松骨折愈合的影響.pdf

1、背景：
　　由于堅(jiān)強(qiáng)固定物導(dǎo)致的應(yīng)力遮擋效應(yīng)，使骨折愈合或骨的生長(zhǎng)缺乏應(yīng)力刺激而導(dǎo)致骨重建負(fù)平衡，產(chǎn)生皮質(zhì)變薄等涉及骨的力學(xué)性能方面的改變，出現(xiàn)臨床上固定器拆除后易發(fā)生二次骨折等嚴(yán)重問(wèn)題。對(duì)于骨質(zhì)疏松骨折，由于降低的骨骼剛度，較長(zhǎng)的愈合時(shí)間，內(nèi)固定的時(shí)間也相應(yīng)延長(zhǎng)，導(dǎo)致應(yīng)力遮擋效應(yīng)較正常骨質(zhì)更加明顯。內(nèi)固定剛度對(duì)骨質(zhì)疏松骨折愈合的影響以往的研究較少，由于材料的限制，內(nèi)固定材料降低剛度的同時(shí)也降低了其最大載荷，滿足不了正常固定的要求

2、，先前的研究過(guò)于關(guān)注剛度而忽略了強(qiáng)度對(duì)骨折愈合的影響，導(dǎo)致試驗(yàn)中內(nèi)固定失效，變形或斷裂發(fā)生率增加，影響了其結(jié)論的推廣。目前臨床廣泛使用的Ti-6Al-4V彈性模量為110GPa，相比于人皮質(zhì)骨的10-20GPa，仍然較高，在骨折愈合中有明顯的應(yīng)力遮擋，在骨質(zhì)疏松骨折中更加明顯。Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn是近年來(lái)研制的新型β鈦合金，彈性模量低至33GPa，更接近皮質(zhì)骨。而強(qiáng)度達(dá)到800-900MPa，明顯優(yōu)于現(xiàn)有的Ti-6Al-4

3、V—600MPa.
　　目的：
　　本研究目的是了解不同材料制成的不同剛度的鈦合金髓內(nèi)針（Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn和Ti-6Al-4V）對(duì)大鼠骨質(zhì)疏松骨折愈合的影響及其應(yīng)力遮擋效應(yīng)。
　　方法：
　　3月齡Sprague－Dawley雌性大鼠52只隨機(jī)分為三組（1）假手術(shù)組（Sham組）6只，（2）去勢(shì)組（OVX組）6只（3）去勢(shì)手術(shù)組40只。去勢(shì)手術(shù)后3月采用DEXA對(duì)于大鼠進(jìn)行掃描，低于Sham組大

4、鼠BMD2.5SD確認(rèn)骨質(zhì)疏松模型成功。Sham組及OVX組在去勢(shì)術(shù)后3月進(jìn)行雙側(cè)股骨行生物力學(xué)檢測(cè)提供生物力學(xué)參數(shù)。采用Utv?g開(kāi)放截骨股骨骨折模型，40只大鼠左股骨采用高彈（Ti-6Al-4V，彈性模量110GPa）髓內(nèi)針固定，右股骨采用低彈(Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn，彈性模量33GPa)髓內(nèi)針。手術(shù)后2、4、6、12周每組分別處死6只大鼠采用X線、組織學(xué)、micro-CT對(duì)標(biāo)本進(jìn)行評(píng)價(jià)。micro-CT檢測(cè)指標(biāo)包括BV

5、、TV、BVF，興趣區(qū)包括2組：（1）骨折部位上下5mm（距大轉(zhuǎn)子頂端11-6mm）范圍內(nèi)（ROI1），（2）全股骨（ROI2）。再于6周處死6只大鼠，12周處死9只大鼠進(jìn)行三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)。
　　結(jié)果：
　　X線：2、4、6、12周X線顯示低彈有更豐富的骨痂形成。
　　組織學(xué)：2、4、6、12周組織學(xué)切片顯示血腫機(jī)化、吸收、骨小梁與骨基質(zhì)的形成時(shí)間2組無(wú)明顯差異。但是12周時(shí)低彈組顯示了更多的膠原及骨痂形成，骨小梁更厚，

6、板層骨排列更加規(guī)則。
　　Micro-CT：2、4、6、12周，低彈組TV(ROI1)均明顯高于高彈組。2、4、6周低彈組BVF(ROI1)低于高彈組，但12周時(shí)BVF(ROI1)超過(guò)高彈組(P<0.05)。2、4、6周兩組之間BV(ROI1)無(wú)顯著性差異(P>0.05)，但在12周時(shí)BV(ROI1)高于高彈組(P<0.05)。2、4、6周兩組之間BV、BVF(ROI2)均無(wú)顯著性差異(P>0.05)，但在12周時(shí)BV(ROI2)

7、、BVF(ROI2)高于高彈組(P<0.05)。
　　生物力學(xué)檢測(cè)：6周是低彈組最大載荷略低于高彈組但無(wú)顯著性差異(P>0.05)，12周時(shí)低彈組最大載荷明顯高于高彈組(P<0.05)。
　　結(jié)論：
　　本研究中，新型低彈β鈦合金內(nèi)植物足以保證固定的穩(wěn)定性，相比于臨床常用的Ti-6Al-4V內(nèi)置物，骨折愈合過(guò)程中承受更多的應(yīng)力刺激，更有利于大鼠骨質(zhì)疏松骨折早期骨痂的形成，并提高骨折愈合的遠(yuǎn)期質(zhì)量，減少了骨折固定節(jié)段的骨