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利用膜引导骨再生技术,将带蒂筋膜瓣作为膜引导材料,用其包裹非细胞型组织工程骨修复超临界缺损,比较带蒂筋膜瓣的稳定性提高前后对成骨作用的影响。为临床以带蒂筋膜瓣作为引导膜应用膜引导性骨再生技术修复超临界骨缺损提供借鉴。取30只4-5月龄新西兰大白兔,雌雄兼用,双侧尺骨均参加实验,制备双侧尺骨中段连同骨膜1cm骨缺损模型,将自体红骨髓接种于含骨形态发生蛋白的骨诱导活性材料上制备非细胞型组织工程骨,并植入双侧骨缺损区,利用显微外科技术在双侧骨缺损邻近制备一个带有无名血管蒂所属毛细血管网的筋膜瓣(带蒂筋膜瓣),使其呈圆桶状包裹非细胞型组织工程骨。左侧采用单纯带蒂筋膜瓣包裹,设为A组(对照组),右侧采用带蒂筋膜瓣包裹后行微型钛板内固定术,设为B组(实验组)。术后常规喂养及预防感染治疗。术后4、8、12、16w拍摄双侧尺桡骨正位X线片,动态观察骨缺损修复过程中植入组织工程骨不同时间的影像学特点。于4、8、12、16w四个时间点各处死6只动物取材,观察组织工程骨的表面变化、骨缺损修复情况及周围组织反应,然后将标本制作病理切片,观察带蒂筋膜瓣变化及其周围组织状况,再依据Lane-Sandhu骨移植物组织学评分法测定两组各时间点新生骨小梁面积占镜下修复区面积的比值,来比较两组植入物成骨情况。术后12、16w,分别处死3只动物解剖取新鲜尺骨骨干,在HY-3080型生物力学实验机上进行三点弯曲力学实验,行骨缺损修复区力学强度测定。最后采用SPSS13.0进行统计学处理。根据以上指标及统计学结果了解各组骨缺损修复的愈合情况。术后有2只动物单侧肢体切口出现红肿和渗出(实验组对照组各一侧),行碘伏冲洗、换药、抗感染治疗,切口感染情况好转,无动物死亡。其余动物切口均Ⅰ期愈合。标本大体形态观察：A组4w时植入物表面可见淡黄色半透明膜样组织覆盖,未见明显骨痂形成,植入物与骨床间有纤维连接形成,触之有微动；8w时可见植入物表面有外骨痂自两端向中心生长,膜样组织覆盖于植入物表面,骨缺损断端与植骨交界区有软骨样组织相连；12w植骨区外骨痂较前增多但未在组织工程骨表面形成环形包裹,骨痂未完全成熟,植入物未完全降解；16w时植骨区已被骨痂完全成环形包裹,仍可见膜样组织存在,与周围骨组织界限不清,有部分骨干结构形成。B组4w时微型钢板上及植骨区可见大量外骨痂自两端向中心生长,部分钢板已被骨痂包裹,取出钢板见筋膜呈淡黄色骨膜样组织贴附于植入物表面,剖开见植骨交界区有软骨样组织相连；8w时骨缺损区外骨痂明显,取出钢板可见钢板下骨痂已部分成熟已形成骨桥跨越骨修复区,大部分桥接部与截骨端愈合,植骨区已被骨痂完全包裹填充；术后12w植骨区完全被骨痂所包裹,骨痂成熟,完全填充骨缺损区,有部分骨干结构形成；16w时植骨区完全消失,骨干结构已形成骨髓腔通畅。组织学观察：术后4w时,两组筋膜瓣均形成类似骨膜样结构阻挡周边软组织进入骨缺损修复区处,植入物周边及内部有少许散在发育中的骨小梁和软骨细胞团形成,植入材料组织已开始降解。A组材料组织降解较少,B组材料组织降解明显较A组增多。术后8w时,A组材料组织内可见软骨细胞和新生骨小梁生成,B组材料组织内可见软骨细胞和新生骨小梁生成,数量较A组明显增多。术后12w时,A组植入材料组织仍有部分未吸收,还有部分残留,可见软骨组织及新生骨小梁生成,但未见其转化为板层骨,B组植入材料组织已完全吸收,可见大量软骨组织及新生骨小梁生成,已有部分新骨由排列紊乱的骨小梁转变为板层骨,髓腔部分再通。术后16w时,A组材料已完全吸收,可见大量的软骨组织及部分成熟的板层骨,B组可见大量的成熟板层骨组织生成,软骨组织较A组明显、减少。放射学检查：术后4w时,A组植入物纹理清晰,骨质密度降低,植入物与截骨断面间隙清晰可见,未见明显骨痂形成,B组植入物纹理模糊,骨质密度明显降低,植入物与截骨断面间隙已不明显,钢板外及植骨区已有外骨痂形成。术后8w时,A组植入物纹理模糊,骨质密度降低,植入物与截骨断面间隙模糊,有少量外骨痂形成,B组植骨区表面及植入物与截骨断面间隙已有部分成熟骨痂形成,外骨痂生成较多。术后12w时,A组植骨区表面有部分骨痂形成并包裹植入物,仍可见植入物残留,B组有连续外骨痂包裹植骨区,已有部分骨干结构初步形成,骨皮质连续,骨髓腔部分再通。术后16w时,A组植骨区表面有连续外骨痂包裹并初步形成骨干结构,骨皮质不连续,髓腔不通,B组已有正常骨干结构形成,骨髓腔完全再通。修复区内骨形态计量分析：术后4、8、12、16w两组新生骨小梁面积占镜下修复区面积的比值比较,以及B组内不同时间比较B组均明显优于A组,差异有统计学意义(P<0.01)。生物力学测定分析：术后12、16w同一时间点B组修复的尺骨三点弯曲生物力学测定显示力学强度明显大于A组,有显著性差异(P<0.01),两组不同时间点前后比较,有显著性差异(P<0.01)。以带血运的筋膜瓣作为膜引导材料包裹非细胞型组织工程骨可以阻隔结缔组织长入,有引导性骨再生作用,其修复骨缺损作用明显。在加强带蒂筋膜瓣的稳定性后膜外骨痂生成的时间较单纯包裹组提前,骨痂生长的质量和数量明显增加,通过本次实验证明膜结构的稳定性提高后,膜下空间及植骨区得到更好的维持有利于骨缺损的修复,为临床开展修复ECSD提供了一种新型简便的治疗方法。
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