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目的:界面螺钉是肩膝关节运动损伤后韧带重建以及手足外科肌腱转位或移植的常用骨科器械。目前界面钉材料包括传统金属以及可吸收高分子聚合物,但都存在着各自的缺陷。根据镁金属良好的力学强度、可降解性和生物相容性,我们制备出高纯镁界面螺钉,报道并分析高纯镁界面螺钉的金相结构、力学特性以及体外的生物活性,同时探究在重建前交叉韧带的过程中高纯镁界面螺钉对腱骨结合的影响以及相关作用机制。方法:本课题组通过优化高纯镁材料的加工工艺,制备出高纯镁界面螺钉,对金相结构以及力学性能进行检测;之后提取高纯镁界面螺钉浸提液,分析浸提液对人骨髓间充质干细胞分化成纤维软骨组织的影响,分别通过RT-PCR和GAG含量测定试剂盒检测了纤维软骨标志基因(Aggrecan,COL2A1,SOX-9),细胞因子BMP-2,VEGF以及纤维软骨基质含量;同时,在自体半腱肌重建新西兰白兔膝关节前交叉的模型中,用高纯镁界面螺钉和相同规格的纯钛螺钉固定移植物,并在术后第3,6,9和12周,观察膝关节X线表现、膝关节活动度、膝关节大体外观、腱骨复合体力学性能、股骨MicroCT影像、腱骨结合界面组化和免疫组化特征以及移植物止点组织中纤维软骨标志基因,纤维软骨基质以及相关细胞因子BMP-2,VEGF的表达量改变。结果:(1)加工后的高纯镁材料金相结构致密而均匀,力学性能明显提高。(2)高纯镁界面螺钉在浸提液降解缓慢,其降解浸提液可以提高人骨髓间间充质干细胞的活性,同时促进了BMP-2、VEGF表达,上调了纤维软骨标志基因(Aggrecan,COL2A1,SOX9)表达和纤维软骨基质(GAG)的生成。(3)在前交叉韧带重建术后,高纯镁界面螺钉植入后X线未表现出植入物宿主排异反应,膝关节功能恢复良好,关节面大体形态正常。在生物力学性能方面,高纯镁界面螺钉固定腱骨复合体的力学强度和纯钛界面螺钉固定下的力学强度在术后12周无明显差异。组化结果显示,高纯镁界面螺钉组在术后12周可观察到高分化的纤维软骨过渡层连接着腱骨界面,而纯钛界面螺钉组纤维软骨组织分化程度低、面积小。同时,免疫组化,RT-PCR,western blot结果证实纤维软骨分化相关细胞因子BMP-2,VEGF和BMP-2特异受体BMPR1A在高纯镁界面螺钉组分布更为广泛。结论:加工后高纯镁界面螺钉,表现出致密的微观结构和坚强的力学性能。同时具有良好的生物活性,可促进骨髓间充质干细胞向纤维软骨组织方向分化。在前交叉韧带重建的兔子模型中,镁金属界面螺钉力学性能和降解速率能满足腱骨愈合的要求,在降解的同时可以促进腱骨结合处纤维软骨再生,使腱骨愈合达到生物学固定,同时参与了BMP-2和VEGF相关的纤维软骨止点再生机制,有望成为新的肌腱韧带内固定材料。