论文部分内容阅读
第一部分 兔胫骨干骨折LCP内固定术后延迟愈合模型的建立目的:制作新西兰大白兔胫骨干骨折锁定加压接骨板(Locking Compression Plates,LCP)内固定术后延迟愈合的实验模型,为骨折延迟愈合的机制研究提供一种客观可行的动物实验基础。方法:将24只成年雄性新西兰大白兔,按处置方法不同将其随机分为两组:对照组所有兔右胫腓联合下方1cm处行胫骨干横行截骨,并行LCP内固定,钢板两端各三枚锁定螺钉均置于锁定孔中,保护骨膜及骨髓,骨折断端间紧密接触无间距;实验组于同样位置横行截骨,但以LCP固定时保持骨折断端1mm间距,同时剥离骨折线远近端各1cm的骨膜,剔除断端两侧各1cm的骨髓;分别于术后即刻、术后2、4、6、8、10、12w行X线检查;于术后4、8、12w各时间点行大体标本及病理组织学检查,观察骨折愈合情况。结果:X线、大体标本及病理组织学检查显示:对照组在骨折术后4w时即能达到骨性愈合;而实验组在12w左右时才达到骨性愈合,且实验组无一例骨不连表现。结论:本研究所建立的骨折延迟愈合动物实验模型,既能满足延长骨折愈合时间要求,同时又能保证最终的骨折愈合,而未出现骨不连,可认为是一种可靠而实用的动物实验模型,可为后续实验研究的顺利开展奠定基础。第二部分LCP“动力化”-兔胫骨干骨折端轴向微动的生物力学分析目的:通过生物力学分析探讨锁定加压钢板(Locking Compression Plates,LCP)上不同类型螺钉与螺钉孔的连接方式对兔胫骨干骨折端轴向微动的影响,为LCP“动力化”的临床应用提供实验依据。方法:将18只成年雄性新西兰大白兔随机分为A、B、C三组,每组各6只。获取新鲜完整的右胫骨标本后,于胫骨中段横行截断,并使用LCP固定,骨折端远侧均以锁定孔-锁定螺钉固定,其中A组:骨折端近侧锁定孔-锁定螺钉固定(锁定孔-锁定螺钉组);B组:骨折端近侧锁定孔-普通螺钉固定(锁定孔-普通螺钉组);C组:骨折端近侧加压孔-普通螺钉固定(加压孔-普通螺钉组)。所有标本均分别在万能力学试验机上予以0～50N的动态轴向负荷,通过仪器自带系统测算出钢板近侧断端微动的距离,计算出各固定方式对应的轴向压缩刚度,并评价以上指标。结果:所有标本在轴向负荷下均可产生相应的轴向位移。在近似一/两个体重的轴向负荷(25/50N)下,骨折端的轴向位移值分别为:A组(0.101±0.017)/(0.218±0.012)mm、B 组(0.164±0.007)/(0.285±0.013)mm、C 组(0.305±0.041)/(0.513±0.051)mm;在同一轴向负荷下各组平均轴向位移值均为C组>B组>A组(P<0.01)。LCP的轴向压缩刚度为:A组(234.36±13.28)N/mm、B 组(203.78±16.46)N/mm、C 组(112.62±16.23)N/mm,A 组>B组>C 组(P<0.01)。结论:LCP“动力化”(采用普通螺钉或经加压孔固定)可显著促进骨折端的轴向微动,二者联合应用效果更明显;并可降低LCP装置的整体刚度,为LCP“动力化”促进骨折愈合提供了实验依据。第三部分 LCP“动力化”治疗兔胫骨干骨折术后延迟愈合的疗效观察及其机制的初步研究目的:在第一及第二部分研究的基础上,观察LCP“动力化”治疗兔胫骨骨折术后延迟愈合的疗效,并进一步探讨LCP“动力化”促进骨折愈合的初步机制。方法:选择54只成年雄性新西兰大白兔,第一阶段建立兔右胫骨骨折延迟愈合的实验模型。采用随机数字表法将所有动物实验模型分为三组,第二阶段(骨折延迟愈合模型建立4w后)对各组分别予以不同的处理措施:A组:骨折内固定术后不予特殊处理;B组:锁定加压接骨板行“动力化”处理;C组:锁定加压接骨板动力化联合“断端新鲜化”处理;分别于骨折内固定术后2、4、6、8、10、12w行拍摄右胫骨正侧位X线片,各实验兔的骨愈合情况通过Lane and Sandhu X线评分系统进行评判,并记录各组骨折愈合时间。并于骨折内固定术后6、8、12w各组随机获取6只兔的右胫骨标本,观察胫骨骨折大体愈合情况,沿骨折线两侧各5mm处截骨获取约lcm长的骨标本。其中3只行Micro-CT扫描,观察组织形态,并计算标本的相关指标:TV(总体积)、BV(骨体积)、BS(骨表面积)、BV/TV(骨体积分数)、Tb.N(骨小梁数量)、BMD(骨密度)、Tb.Th(骨小梁厚度)、TB.Sp(骨小梁间隔);另外3只行组织形态学观察,包括HE、番红固绿染色观察骨痂组织形态及软骨生成情况;成骨活性因子BMP-2、TGF-β1及VEGF通过免疫组化检测其在骨组织中的表达。分别于术前、术后2、4、6、8、10、12w收集各组兔血清样本,ELISA检测成骨标志物(BALP和PINP)、破骨标志物(CTX)以及骨钙化标志物(TGF-β1)的血清含量。比较并评价各组之间上述数据的差异。结果:B、C两组在第二阶段术后各个时间点的X线评分均高于A组(P<0.05),且与A组相比,B、C两组在骨折愈合所需的时间上更短(P<0.05),但B组与C组在上述两个指标中均无显著性统计学差异。Micro-CT检测显示B、C两组在第二阶段术后2w、4w时所有指标均高于A组(P<0.05),其中在第4w时C组TV、BV/TV和TB.N三个指标显著高于B组(P<0.05)。在第二阶段术后8w时:B、C两组TV小于A组,且C组小于B组,均存在显著性统计学差异;在BV/TV、TB.Sp和BMD指标上,B、C两组均高于A组(P<0.05),且在BV/TV上,C组同时高于B组(P<0.05)。骨标本HE及番红固绿染色显示:在第二阶段术后2、4w可见B、C两组骨痂组织及骨折愈合进程均优于A组。骨组织免疫组化结果显示:B、C两组BMP-2、TGF-β1和VEGF在各时间点的表达整体高于A组,且在第二阶段术后4w时,C组的三种成骨因子高于B组(P<0.05)。ELISA检测显示B、C两组血清BALP与PINP的含量在第二阶段术后早期均高于A组,其中在第二阶段术后2和4w时C组BALP含量还显著高于B组;B、C两组骨钙化标志物TGF-β1的血清含量在第二阶段术后2、4、6w时均高于A组(P<0.05),而在第2w和4w时C组还显著高于B组;破骨活性标记物(CTX)的血清含量水平第二阶段术后2w时:B、C两组显著高于A组,而在术后6w和8w时均显著小于A组,B、C两组之间无显著性统计学差异。结论:LCP“动力化”治疗兔胫骨干骨折延迟愈合可提高骨折愈合质量,加快骨折的愈合进程,疗效显著。LCP“动力化”提高了骨折愈合过程中局部成骨活性因子的表达,刺激骨痂组织中成骨细胞和软骨细胞的分化成熟,加速新骨形成,促骨折愈合,当联合“断端新鲜化”时效果更加显著。