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目的:1.探究头颈开窗打压植骨联合缝匠肌骨瓣移植术治疗ARCO Ⅱ期股骨头坏死的临床疗效和影响因素,初步探讨保髋术后股骨头内修复趋势;2.基于传统支架的骨修复作用难以满足修复周期的缺陷,改良支架的制备及镀膜工艺,探究纳米Mg-F缓释膜修饰β磷酸三钙淫羊藿苷支架的力学强度和缓释性能;3.探讨纳米Mg-F缓释膜修饰β磷酸三钙淫羊藿苷支架对股骨头坏死的骨修复作用,验证该支架的生物安全性和缓释性能,阐明“相须”理论的现代科学内涵。方法:1.对2014年6月-2019年6月行头颈开窗打压植骨联合缝匠肌骨瓣移植术的非创伤性股骨头坏死患者进行回顾分析,比较患者术前与术后的Harris评分、术后股骨头内修复情况,采用Kaplan-Meier生存曲线、Cox多因素风险回归模型分析该术式的临床疗效和影响因素;2.制备纳米Mg-F缓释膜修饰β磷酸三钙淫羊藿苷支架,通过扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪分析支架的表征,并与既往支架进行分组对照:通过电子万能试验机进行抗压强度测定,在模拟体液中测试复合支架的缓释特性,将复合支架浸提液与细胞培养液共培养,观察支架降解成分的细胞毒性;3.清洁级2月龄新西兰白兔30只,采用内毒素联合地塞米松进行股骨头坏死造模,通过影像学检查、髂骨骨髓穿刺及HE染色评估造模结果。造模完成后,将造模成功的模型兔随机等量分为3组:自体骨组、纳米Mg-F缓释膜修饰β磷酸三钙淫羊藿苷支架组和β磷酸三钙淫羊藿苷支架组。于同一天由同一组手术医生对三组模型兔进行双侧头颈开窗+自体骨/支架植入术,同一只模型双侧植入物一致。术后每周对动物模型进行血常规及肝肾功能检测,评估植入物的生物安全性。在术后第6、12、18周末,每组随机取等量模型动物处死,取一侧股骨头标本,通过Micro-CT扫描观察股骨头内骨修复情况;对另一侧股骨头标本进行病理学组织染色(HE、Masson、TRAP)、Western Blot、VEGF免疫组化等,探究支架的在体生物学性能和临床疗效。结果:1.所有患者(33例35髋)均顺利完成手术,在2年随访期内,2髋因提前到达随访终点而进行关节置换,其余患者均获得2年完整随访。术后2年随访时,Harris评分术前(70.61±3.78)分提高到(92.55±4.47)分,差异具有统计学意义(P<0.05),影像资料随访显示头内骨修复充分,影像学评分和RHS评分分别达到(35.15±4.96)分和(93.18±5.70)分。2021年6月末次随访时,共8髋行关节置换,保髋成功率77.14%,生存时间7-84个月,平均(47.2±19.42)个月。单因素方差分析显示术前Harris评分、术后3月的RHS评分和影像学评分、术后6月的RHS评分和影像学评分结果是影响保髋疗效的风险因素,Cox多因素回归分析结果提示术前Harris评分和术后3月的影像学评分为手术成功的保护性因素:术前Harris评分和术后3月影像学评分每增加1分,手术失败的发生风险分别降低 4.9%(HR=0.049;95%CI:0.003-0-935,P=0.045)和 3.8%(HR=0.038;95%CI:0.002-0.734,P=0.030)。Kaplan-Meier生存曲线分析显示失败病例主要发生在术后2年-3年间,3年后的生存率基本稳定;2.使用脉冲激光沉积法,在β磷酸三钙淫羊藿苷支架表面以纳米层级反复沉积Mg-F膜,扫描电子显微镜和X射线光电子能谱分析发现纳米Mg-F缓释膜与支架结合性能优良,淫羊藿苷与支架的结合度显著提高;抗压强度测试结果显示,纳米Mg-F缓释膜修饰β磷酸三钙淫羊藿苷支架的抗压强度达到(77.67±5.68)Mpa,优于自体松质骨和普通β磷酸三钙支架;体外缓释性能方面,纳米Mg-F缓释膜修饰β磷酸三钙淫羊藿苷支架的淫羊藿苷释放曲线平稳近似控释效果,直至60d时释放量达到57.12%,预计至90d时仍有约30%的药物尚未释放;支架降解成分与兔骨髓间充质干细胞的体外共培养结果显示,纳米Mg-F缓释膜修饰β磷酸三钙淫羊藿苷支架组的细胞生长情况较空白组差异无统计学意义(P>0.05),无明显细胞毒性;3.所有30只兔均出现不同程度的股骨头坏死表现,造模过程中因死亡补充10只兔子,至造模结束时共有35只兔存活,存活率为87.50%,共30只兔经MRI和HE染色确诊造模成功,造模成功率为85.71%;造模成功的兔子按植入物类型随机均分为自体骨组、ICA-β-TCP组和Mg-F组,所有兔子均顺利完成手术,术后除各组各死亡一只兔子外,其余兔子未出现非计划外死亡。Micro-CT扫描结果显示各组股骨头均未出现塌陷,骨修复程度随时间逐渐增加,但第18周时ICA-β-TCP组支架发生降解、新生骨小梁爬行替代支架,形成缺乏力学支撑的编织骨结构,而同一时间点Mg-F组支架结构完整、无明显降解迹象,总体而言自体骨组的修复程度最高,Mg-F组次之;骨小梁参数测定结果显示,三组的骨量、骨小梁数量和骨小梁厚度随时间上升,骨小梁间隙随时间下降,其中第18周时Mg-F组的骨量与自体骨组相比差异无统计学意义(P>0.05),骨小梁数量和厚度优于ICA-β-TCP组且具有统计差异(P<0.05),骨小梁间隙明显小于其他两组,且差异具有统计学意义(P<0.05);病理组织学、Western Blot和VEGF免疫组化结果显示,纳米Mg-F缓释膜修饰β磷酸三钙淫羊藿苷支架能显著促进骨细胞生成,抑制破骨细胞活性,提高BMP-2蛋白表达水平,诱导血管新生,并且骨修复效果和持续时间优于β磷酸三钙淫羊藿苷支架;安全性检测结果显示,三组兔的血常规及生化指标均在正常值范围内,各组间的指标差异无统计学意义(P>0.05)。结论:1.头颈开窗打压植骨联合缝匠肌骨瓣移植术治疗ARCO Ⅱ期股骨头坏死患者可获得良好疗效,术后3-6月内股骨头坏死的修复程度能指导保髋疗效和预后。2.纳米Mg-F缓释膜与ICA-β-TCP支架异类相须、协同增效,二者结合在具备良好的生物安全性、不劣于自体骨的抗压强度前提下,能显著诱导成骨分化,提高血管表达,促进成骨分化和血管生成,展现出良好的骨修复效果。3.纳米Mg-F缓释膜修饰ICA-β-TCP支架具备优异的缓释性能,骨修复作用足以持续整个股骨头修复周期,有望成为保髋领域组织工程材料的新选择,为无数股骨头坏死患者带来福音。