鈦合金植入物固定術(shù)后微波治療對組織影響的動物實驗研究.pdf

1、目的:金屬植入物作為骨折內(nèi)固定材料在臨床中應(yīng)用非常廣泛。然而，物理治療學(xué)闡明植入鋼板、螺釘或鋼針的部位術(shù)后微波治療為禁忌癥。鈦合金金屬具有生物相容性更好、導(dǎo)磁性和導(dǎo)電性低的特點，在體外也發(fā)現(xiàn)其界面電磁加熱效應(yīng)小，故微波治療可能更適合應(yīng)用于鈦合金植入物固定術(shù)后患者。故本研究將在動物實驗中研究不同劑量固定時間微波治療對鈦合金植入物固定術(shù)后引起的組織形態(tài)學(xué)、分子生物學(xué)改變及機制。為臨床治療該類患者開創(chuàng)一條新的思路和方法，并提供動物實驗理論依據(jù)

2、。
　　方法：本實驗研究分為3個部分。⑴構(gòu)建新西蘭白兔股骨中段骨折動物模型,在20W和40W微波治療實驗組的骨折處給以鈦合金內(nèi)固定系統(tǒng)固定，20W和40W對照組則不應(yīng)用鈦合金植入物。術(shù)后第4天開始對白兔股骨中段骨折處行連續(xù)30天的微波治療，2450MHz微波治療劑量為20W和40W，每天在固定時間行20分鐘微波治療。分別記錄20W和40W微波治療時，各實驗組中鈦合金植入物周圍組織的溫度，并與相應(yīng)不植入鈦合金的對照組進(jìn)行比較。30天

3、連續(xù)微波治療結(jié)束后，取各鈦合金植入物實驗組和無植入物的對照組動物肌肉和神經(jīng)組織進(jìn)行光學(xué)顯微鏡和透射電子顯微鏡檢查，探討鈦合金植入物、不同劑量微波治療與組織熱損傷的關(guān)系。⑵構(gòu)建新西蘭白兔股骨中段骨折動物模型。術(shù)后第4天開始對白兔股骨中段骨折處行連續(xù)30天的微波治療，2450MHz微波治療劑量為40W，每天在固定時間行20分鐘治療。在10、20、30天連續(xù)微波治療結(jié)束后，取鈦合金植入物實驗組和無植入物的對照組的動物肌肉組織進(jìn)行細(xì)胞凋亡檢測。

4、在30天微波治療后，還進(jìn)行肌肉組織活性氧檢測及鈦合金毗鄰骨組織細(xì)胞凋亡檢測。探討在40W微波治療時，微波治療的時間與鈦合金植入物毗鄰肌肉組織細(xì)胞凋亡之間的關(guān)系。⑶構(gòu)建新西蘭白兔股骨中段骨折動物模型。術(shù)后第4天開始對白兔股骨中段骨折處行連續(xù)30 天的2450MHz微波治療，治療劑量為40W，每天在固定時間行20分鐘照射。在30天連續(xù)微波治療結(jié)束后，取鈦合金植入物實驗組和無植入物的對照組動物肌肉組織進(jìn)行細(xì)胞凋亡調(diào)控基因和相關(guān)蛋白檢

5、測。
　　結(jié)果：⑴與20W微波治療實驗組相比，40W微波治療實驗組中鈦合金植入物毗鄰組織溫度在微波治療20分鐘后有顯著升高（P＜0.01）。透射電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，在20W和40W鈦合金植入物實驗組中，肌肉線粒體明顯腫脹、脫落呈空泡樣改變（線粒體損傷），細(xì)胞發(fā)生變性，肌質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張，部分染色質(zhì)丟失（細(xì)胞損傷的表現(xiàn)）并有血管內(nèi)皮線粒體損傷，并且在40W實驗組中，鈦合金植入物周圍肌肉組織的損傷更嚴(yán)重；但是僅在40W鈦合金植入物實驗組中發(fā)現(xiàn)

6、有神經(jīng)髓鞘腫脹，部分有髓神經(jīng)纖維髓鞘板層松散，形成髓球樣改變，類似脫髓鞘改變。光學(xué)顯微鏡觀察僅發(fā)現(xiàn)在40W鈦合金植入物實驗組中神經(jīng)髓鞘腫脹，未見肌肉組織形態(tài)學(xué)改變。⑵40W微波治療時，鈦合金植入物實驗組中，肌肉細(xì)胞凋亡的數(shù)量比無鈦合金植入物的對照組有顯著增加（P＜0.01）。并且隨著微波治療時間的延長，兩組肌肉細(xì)胞發(fā)生細(xì)胞凋亡數(shù)量逐漸增加。30天微波治療后，鈦合金植入物實驗組中肌肉組織活性氧含量較對照組有顯著增加（P＜0.01），而兩組

7、中骨組織的細(xì)胞凋亡檢測未見明顯的骨細(xì)胞發(fā)生細(xì)胞凋亡。⑶40W微波治療30天后，與無鈦合金植入物的對照組相比，鈦合金植入物實驗組中肌肉組織線粒體有顯著腫脹改變，并且Bax基因表達(dá)量有顯著增加，同時caspase-3蛋白表達(dá)也有顯著增加（P＜0.01）。而鈦合金植入物實驗組中肌肉組織中Bcl-2基因表達(dá)量有顯著減少，Hsp70蛋白表達(dá)量也有顯著減少（P＜0.01）。
　　結(jié)論：⑴微波治療會引起骨折鈦合金植入物固定術(shù)后植入物周圍組織形態(tài)

8、學(xué)發(fā)生變化。與40W微波治療相比，20W每日20分鐘連續(xù)30天的微波治療并未引起鈦合金植入物周圍組織溫度顯著升高，也沒有造成嚴(yán)重組織熱損傷。低劑量的微波治療有望用于骨折鈦合金植入物固定術(shù)后病人的康復(fù)治療。⑵40W微波治療會增加骨折鈦合金植入物固定術(shù)后鈦合金植入物周圍肌肉組織細(xì)胞凋亡，并且細(xì)胞凋亡數(shù)量與微波治療的時間呈正相關(guān)。鈦合金植入物組中的肌肉細(xì)胞凋亡明顯增多，同時該組中肌肉組織細(xì)胞活性氧含量也有明顯增加。⑶骨折鈦合金植入物固定術(shù)后，