人工關節(jié)無菌性松動動物模型的建立和二膦酸鹽復合HA涂層假體的抗假體周圍骨溶解作用.pdf

1、關節(jié)置換手術隨著人群的老齡化逐漸增加。隨之而來就出現(xiàn)了一個大問題，即越來越多的患者需要進行至少一次的返修手術。翻修的首要原因除了感染就是假體無菌性松動。以UHMWPE顆粒為主，引起的假體周圍骨溶解是無菌性松動的首要原因。許多研究已經指出非骨水泥假體的壽命很大程度上取決于生物學固定效果。假體的早期移動會增加假體無菌性松動的危險。因此假體的初始穩(wěn)定性至關重要，迅速而持續(xù)的骨長入可以為假體提供良好的生物學固定，預防假體移動。同時，假體周圍新生

2、骨組織的密度越高，骨-假體界面抵抗磨屑顆粒引起的骨溶解作用越強。
　　HA涂層可以增強假體的穩(wěn)定性、骨-假體界面的結合強度和抗疲勞性能、骨礦化水平和骨長入速率。同時二膦酸鹽類藥物可以改善假體的生物學固定效果。最近很多實驗關注將二膦酸鹽與假體結合，結果表明二膦酸鹽復合涂層可以刺激假體周圍新骨的形成和力學性能的改善。
　　目前需要研究的問題是：
　　1．缺少一種既符合人工關節(jié)假體無菌性松動病理特點又簡便有效的動物模型。

3、r>　　2．阿侖膦酸鈉復合HA涂層的非多孔鈦假體是否可以抑制UHMWPE顆粒誘導的假體周圍骨溶解。
　　3．阿侖膦酸鈉在預防磨屑誘導的假體周圍骨溶解過程中是否能夠影響成骨細胞的活性。
　　4．阿侖膦酸鈉的局部釋放是否具有于系統(tǒng)性治療效果。
　　5．阿侖膦酸鈉復合HA涂層假體是否能夠作為一種緩釋載體為假體固定提供支持。
　　因此，本實驗通過UHMWPE顆粒誘導建立了新西蘭大白兔的人工關節(jié)無菌性松動動物模型。同時在此

4、模型基礎上，通過病理學、影像學、骨組織形態(tài)學、生物力學等方面的觀測，進一步研究以上問題。
　　具體內容如下：
　　1．X線測量
　　動物處死后即刻拍攝雙側脛骨正側位X線，觀察左側脛骨假體周圍骨溶解的影像學改變，并測量雙側脛骨髓腔峽部骨皮質厚度。
　　2．病理學檢測
　　膝關節(jié)滑膜HE染色，分別用普通光鏡和偏振光鏡觀察滑膜結構，包括是否增生肥厚、是否有炎細胞浸潤以及UHMWPE顆粒是否被滑膜組織包繞吞噬等。<

5、br>　　3．生物力學測量
　　通過假體拔出實驗（pull-out test）描繪負荷-位移曲線，采集好負荷-位移曲線后計算極限抗剪強度、表觀抗剪強度和總能量吸收值。
　　4．骨組織形態(tài)學測量
　　進行四環(huán)素熒光雙標記，分別通過熒光切片和甲苯胺藍染色切片來計算骨組織形態(tài)學動態(tài)和靜態(tài)指標。依照ASBMR命名法來計算以下參數(shù)：骨密度(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁數(shù)量(Tb.N)、類骨質表面(OS/BS)、

6、類骨質厚度(O.Th)以及骨形成速率(BFR/BS)、松質骨骨礦沉積率(MAR)和皮質骨骨礦沉積率(E-MAR)。
　　通過改良麗春紅三色切片來計算骨-假體接觸率和骨體積分數(shù)兩項指標。
　　通過VON KOSSA染色切片來計算骨皮質處鈣鹽沉積島平均面積、鈣鹽沉積島數(shù)量和鈣鹽沉積島面積分數(shù)（鈣鹽沉積島總面積/骨組織面積）。
　　5．掃描電鏡測量
　　分別在普通模式和背散射模式下觀測。左側脛骨標本分別測量距離假體表面

7、200μm、200-500μm和500-800μm處的骨體積分數(shù)，以及距離骨內膜表面800μm處的骨體積分數(shù)，右側測量距離骨內膜表面800μm處的骨體積分數(shù)并于普通模式下觀測標本表面顯微形態(tài)。
　　6．Ash Weight
　　測定右側尺骨在灼燒前后的重量，標本稱濕重（Ww），然后于密閉坩堝內480℃燒24h，稱干重（Wa），計算干濕比（Wa/Ww），以此反映標本內鈣鹽含量。
　　7．DEXA
　　測量第2腰椎骨

8、密度值。
　　8．阿侖膦酸鈉體外釋放周期
　　繪制阿侖膦酸鈉體外釋放曲線，用來評估此新型復合涂層假體的藥物緩釋能力。
　　以上檢測結果均顯示阿侖膦酸鈉的局部應用可以增加術側和對側的骨皮質厚度，骨小梁參數(shù)，成骨細胞活性，骨礦化水平和骨密度，并能顯著增加術側骨皮質厚度，假體生物力學固定強度，骨-假體接觸率，假體周圍骨體積分數(shù)，骨礦化水平和假體周圍骨密度。
　　結論：
　　1．我們建立的新西蘭大白兔人工關節(jié)無菌性

9、松動動物模型無論從病理機制還是造模效果上都能為研究相關課題提供基礎，并且造模簡便可靠。
　　2．在體內，阿侖膦酸鈉復合HA涂層的非多孔鈦假體可以明顯抑制UHMWPE顆粒誘導的假體周圍骨溶解，甚至比在沒有磨屑顆粒的情況下單獨使用HA涂層假體取得的效果都要好。
　　3．在體內，阿侖膦酸鈉在預防磨屑誘導的假體周圍骨溶解過程中能夠促進成骨細胞的活性。
　　4．阿侖膦酸鈉的局部釋放具有于系統(tǒng)性治療效果。
　　5．阿侖膦酸鈉