支撐架植入治療股骨頭缺血壞死的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、第一部分鈦合金支撐架力學(xué)性能測(cè)定 目的:對(duì)鈦合金支撐架的軸向抗壓能力及三點(diǎn)折彎能力進(jìn)行測(cè)定，了解鈦合金支撐架的基本力學(xué)性能指標(biāo)。 方法:將15個(gè)鈦合金支撐架隨機(jī)分3組，在AGS-10KND萬(wàn)能生物材料實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行軸向抗壓實(shí)驗(yàn)和三點(diǎn)折彎實(shí)驗(yàn)，記錄鈦合金支撐架的位移載荷曲線(xiàn)及相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。 結(jié)果:鈦合金支撐架的軸向最大負(fù)載為6620.1±128.7N，極限強(qiáng)度為266.2±5.12N/mm2，最

2、大形變?yōu)?.128±0.036mm彈性模量為1372.0±4.28N/mm2。三點(diǎn)折彎實(shí)驗(yàn)在側(cè)空中心平面最大負(fù)載為2089.7±80.2N，極限強(qiáng)度為2748.9±105.6N/mm2，最大形變?yōu)?.507±0.447mm，彈性模量為1.53E6±2.61E5。在側(cè)空間中心平面最大負(fù)載為1610.2±54.9N，極限強(qiáng)度為2118.1±68.4N/mm2，最大形變?yōu)?.003±0.201mm，彈性模量為1.26E6±1.73E5N/mm

3、2。三點(diǎn)折彎實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)不同平面的最大載荷，極限強(qiáng)度，最大形變，彈性模量均不盡相同，各值在孔間中心平面都較側(cè)孔中心平面的稍小。其最大載荷，極限強(qiáng)度經(jīng)T檢驗(yàn)，有顯著性差異。最大形變，彈性模量經(jīng)T檢驗(yàn)，沒(méi)有顯著性差異。 結(jié)論:支撐架的最大載荷、極限強(qiáng)度各值均明顯高于人股骨。鈦合金支撐架有足夠的力學(xué)強(qiáng)度，能為股骨頭提供足夠的力學(xué)支撐。 第二部分鈦合金支撐架植入治療股骨頭缺血性壞死的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究 目的:通過(guò)動(dòng)物模型，觀(guān)察支

4、撐架置入治療狗股骨頭缺血性壞死的療效。 方法:本研究設(shè)計(jì)一種中空多孔圓柱狀帶螺紋的鈦合金支撐架，選用成年雜種狗15只，隨機(jī)分為3組，每組5只。用液氮冷凍法制造單側(cè)股骨頭壞死模型，通過(guò)中心減壓鉆隧道至股骨頭壞死區(qū)軟骨下骨，然后沿隧道擰入支撐架。術(shù)后3周，6周，12周分期處死，取股骨標(biāo)本做影像學(xué)觀(guān)察及大體標(biāo)本觀(guān)察，取支撐架內(nèi)容物進(jìn)行大體標(biāo)本觀(guān)察及組織學(xué)觀(guān)察。 結(jié)果:實(shí)驗(yàn)側(cè)股骨頭術(shù)后無(wú)一例發(fā)生股骨頭塌陷，X線(xiàn)顯示支撐架位置良好

5、，CT及MRI由于金屬偽影的影響，無(wú)法準(zhǔn)確觀(guān)察到支撐架內(nèi)部情況。組織學(xué)觀(guān)察顯示術(shù)后壞死股骨頭得以逐步重建，再生的松質(zhì)骨小梁能夠長(zhǎng)入支撐架中并改建、修復(fù)、替代股骨頭內(nèi)壞死的骨組織，形成穿越支撐架網(wǎng)孔的網(wǎng)狀松質(zhì)骨結(jié)構(gòu)。 結(jié)論:利用多孔中空支撐架給股骨頭壞死區(qū)軟骨下骨板提供支撐，防止股骨頭塌陷。多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)容許松質(zhì)骨的長(zhǎng)入和爬行替代，對(duì)治療狗股骨頭壞死有明顯療效。顯示鈦合金支撐架可用于股骨頭壞死的治療。 第三部分鈦合金支撐架植

6、入防止髓芯減壓后狗股骨頭塌陷的力學(xué)研究 目的:對(duì)比研究單純髓芯減壓、髓芯減壓+松質(zhì)骨塊移植、髓芯減壓+鈦合金支撐架植入治療實(shí)驗(yàn)性狗股骨頭壞死的生物力學(xué)行為。 方法:取新鮮狗股骨27對(duì)，隨機(jī)分為3組，每組9對(duì)，每對(duì)股骨隨機(jī)選取其中一側(cè)，分組模擬經(jīng)股骨頸單純髓芯減壓、髓芯減壓+松質(zhì)骨塊移植、髓芯減壓+鈦合金支撐架植入治療實(shí)驗(yàn)性狗股骨頭壞死的方法做成治療后的狀態(tài)，另一側(cè)做正常對(duì)照，用AGS-10KND萬(wàn)能生物材料實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行股

7、骨頭力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，觀(guān)察3組標(biāo)本的力學(xué)剛度及最大載荷，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。 結(jié)果:單純髓芯減壓組和髓芯減壓+松質(zhì)骨塊移植組統(tǒng)計(jì)學(xué)無(wú)明顯差異，這2組剛度及最大負(fù)載均低于正常對(duì)照，的與髓芯減壓+鈦合金支撐架植入組的力學(xué)性能在統(tǒng)計(jì)學(xué)上有極顯著差異。髓芯減壓+鈦合金支撐架植入組股骨頭的剛度及最大負(fù)載明顯高于其他組。 結(jié)論:鈦合金支撐架植入顯著增加了股骨頭負(fù)重區(qū)軟骨下骨的機(jī)械支撐力，防止股骨頭塌陷的作用切實(shí)可靠

8、。能起到防止股骨頭塌陷，維持股骨頭外形的作用，有利于壞死股骨頭的再生和修復(fù)。 第四部分鈦合金支撐架植入治療狗股骨頭缺血性壞死對(duì)股骨頸力學(xué)強(qiáng)度的影響 目的:對(duì)比研究正常股骨頸、單純髓芯減壓、髓芯減壓+鈦合金支撐架植入治療實(shí)驗(yàn)性狗股骨頭壞死對(duì)股骨頸的生物力學(xué)強(qiáng)度的影響。 方法:取新鮮狗股骨頭21對(duì)，隨機(jī)分為3組，每組7對(duì)，其中2組隨機(jī)選取每對(duì)中的一側(cè)，分別模擬經(jīng)股骨頸單純髓芯減壓、髓芯減壓+鈦合金支撐架植入治療實(shí)驗(yàn)性

9、狗股骨頭壞死的方法做成治療后的狀態(tài)，另一側(cè)做正常對(duì)照，第3組隨機(jī)選取其中一側(cè)模擬經(jīng)股骨頸單純髓芯減壓，另一側(cè)模擬經(jīng)股骨頸髓芯減壓+鈦合金支撐架植入，用AGS-10KND萬(wàn)能生物材料實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，觀(guān)察3組標(biāo)本股骨頸的力學(xué)剛度及強(qiáng)度，對(duì)每對(duì)標(biāo)本的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。 結(jié)果:髓芯減壓+鈦合金支撐架植入組與正常對(duì)照組間股骨頸剛度在統(tǒng)計(jì)學(xué)上無(wú)明顯差異(P＞0.05)，與單純髓芯減壓組間股骨頸剛度在統(tǒng)計(jì)學(xué)上有

10、顯著差異(P＜0.05)。單純髓芯減壓組與正常對(duì)照組間及髓芯減壓+鈦合金支撐架植入組間股骨頸剛度在統(tǒng)計(jì)學(xué)上有顯著差異(P＜0.05)。單純髓芯減壓組最大負(fù)載明顯低于正常對(duì)照組及髓芯減壓+鈦合金支撐架植入組，髓芯減壓+鈦合金支撐架植入組的最大負(fù)載明顯高于正常對(duì)照組及單純髓芯減壓組。三組間最大負(fù)載在統(tǒng)計(jì)學(xué)上有顯著差異(P＜0.05)。 結(jié)論:單純髓芯減降低股骨頸的力學(xué)強(qiáng)度，增加術(shù)后發(fā)生股骨頸骨折的可能，鈦合金支撐架植入顯著增加了股骨