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可注射人工骨的制备及其在爆裂性骨折中的初步应用

作　者: 程自申
导　师: 毛克亚
学　校: 中国人民解放军军医进修学院
专　业: 骨科
关键词: 矿化胶原 α型半水硫酸钙可注射人工骨胸腰椎爆裂性骨折动物模型撞击实验椎体增强术压缩强度刚度
分类号: R687.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

第一部分可注射人工骨的制备及理化性质目的：研究矿化胶原复合α型半水硫酸钙(α-Calcium sulphate hemihydrate,α-CSH)制备一种可注射人工骨的可行性,测试其不同组分的理化性质。方法：1.按照可注射人工骨的组成,将含量为0%、5%、10%和20%矿化胶原分别与含量为0%、5%、10%、15%、20%二水硫酸钙(Calcium sulphate dihydrate,CSD)及α-CSH(?)昆合,取不同配比的混合样品2g 189份与去离子水按不同液/固比(0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2,单位ml/g)混合均匀成浆体,移至未附带注射器针头的5ml注射器内,将材料推出注射器,在材料良好可注射性的前提下,记录此时液固比。2.研究不同的液/固比、矿化胶原含量、促凝剂的含量与固化性能的关系。3.待不同组成的人工骨固化后制备成直径为6毫米,高度为10毫米的柱状体,置于万能材料试验机,测试材料的压缩性能。结果：(1)矿化胶原的含量与液/固比有一定的联系,随着矿物化胶原的含量增加,其液/固比也需增加,才能保持人工骨的良好注射性。(2)随着矿化胶原含量及液/固比的增加其凝固时间也在不断的增加,促凝剂CSD的加入可大大缩短其凝固时间。根据组分不同其凝固时间可以调节在4.3±0.6分钟至169±22.3分钟。(3)随着液/固比的增加和矿化胶原含量的增加,材料的压缩强度从最高的18.3±2.3兆帕降低为1.5±0.5兆帕。结论：采用矿化胶原和α-CSH复合制备一种具有原位自固化性能的可注射人工骨。第二部分胸腰椎爆裂性骨折模型的制备目的：探讨快速制备胸腰椎爆裂性骨折的方法方法：1.取20个猪胸腰段3联体标本,上下椎体行环氧树脂包埋,中间椎体中部一侧前1/3、2/3处用直径为3.2mm的钻头钻孔,平行对穿椎体,造成中间椎体的有限性损伤,游标卡尺测量骨折前L1椎体前缘高度(HInt)2.将9Kg不锈钢锤置于高0.5m处,沿引导杆垂直撞击标本,若中间椎体无骨折迹象则以0.5m为基础以0.1m递增撞击,若有骨折迹象则将钢锤以0.5m为基础以0.1m递减撞击,直至中间椎体形成爆裂性骨折,记录撞击总能量。3.爆裂性骨折形成后再次测量中间椎体的前缘高度(HFr)并对所形成的爆裂性骨折模型行影像学检查。结果：(1)骨折前椎体前缘高度为27.405mm±1.453mm,骨折后椎体前缘高度为17.784mm±1.362mm,骨折前后有统计学差异(p=0.0015)；(2)当撞击高度为0.5m时有4个爆裂性骨折模型形成,当累计撞击高度为0.9m时有13个爆裂性骨折模型形成；当累计撞击高度为1.3m时有3个爆裂性骨折模型形成。累计平均撞击高度为0.865m±0.216m；累计平均撞击能量为76.313J±19.044J；(3)影像学显示所有椎体均造成典型爆裂性骨折的动物模型。结论：采用多次撞击实验可以制作典型胸腰椎爆裂性骨折的模型第三部分可注射人工骨在脊柱爆裂骨折的初步应用目的：探讨可注射人工骨在脊柱爆裂骨折模型的初步应用方法：1.对20个爆裂性骨折模型随机分为A、B两组,徒手牵引复位,记录此时中间椎体的高度(HRe),统计两组中间椎体的差异性。对A组爆裂性骨折模型行可注射人工骨椎体增强术,从注射器读出可注射人工骨的用量,然后行影像学检查观察骨水泥的灌注情况,把标本置入37℃的培养箱内2小时记录此时椎体前缘的高度(HPv)。2.将A、B两组标本置入858M INIBIONIX2型生物力学实验机行破坏力学实验,预加载50N,消除椎体、椎间盘的时间效应、松弛、蠕变等的影响,选择加载速度为5mm/min,自动记录位移-载荷曲线,各标本曲线出现拐点时为极限压缩强度并计算其刚度。结果：(1)手法复位后椎体前缘的高度得到充分恢复,椎体增强后中间椎体前缘高度得到有效维持,同组间骨折后与手法复位后的椎体前缘的高度恢复有统计学差异(P<0.01)；(2)椎体增强后与手法复位相比无统计学差异(P=0.0843)；(3)椎体增强骨水泥的用量为3.140ml±0.591ml,影像学观察能有效填充伤椎的骨折间隙；(4)生物力学测试显示A组的极限压缩强度为1200±423N,B组为505±300N,A组的刚度为235±134N/mm,B组为36±25N/mm,两组压缩强度及刚度相比有明显的统计学意义(P<0.01与P=0.03)。结论：椎体爆裂性骨折后行可注射人工骨椎体增强可有效恢复椎体的压缩强度和刚度

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中文摘要  6-9
Abstract  9-15
前言  15-17
第一部分可注射人工骨的制备及理化性质  17-30
  1. 材料和方法  17-18
  2. 结果  18-20
  3. 讨论  20-22
  4. 结论  22
  5. 参考文献  22-25
  6. 附图表  25-30
第二部分胸腰椎爆裂性骨折模型建立  30-36
  1. 材料和方法  30-31
  2. 结果  31
  3. 讨论  31-32
  4. 结论  32
  5. 参考文献  32-35
  6. 附图表  35-36
第三部分可注射人工骨在脊柱骨折的初步应用  36-43
  1. 材料和方法  36-37
  2. 结果  37
  3. 讨论  37-39
  4. 结论  39
  5. 参考文献  39-41
  6. 附图表  41-43
第四部分全文结论  43-44
研究的创新点、限制和展望  44-45
文献综述  45-58
  参考文献  50-58
附录  58-59
攻读学位期间发表文章情况  59-60
致谢  60

可注射人工骨的制备及其在爆裂性骨折中的初步应用

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