带血管骨膜和同种脱钙骨基质联合移植与自体骨移植修复骨缺损的比较研究
冀振亮 蒋祖言 王爱民 王民刚 李叶君
【摘要】 目的 了解带血管骨膜(VP)和同种脱钙骨基质(DBM)联合移植替代自体骨移植修复大段骨缺损的可能性。方法 以兔桡骨中央25mm的大段骨缺损为模型,通过X线观察、X线平片骨缺损修复Lane评分、组织学观察、骨组织形态计量分析和生物力学测试,比较术后4,8,16周时VP+DBM联合移植与自体骨移植修复骨缺损的效果。结果 术后4周VP+DBM联合移植及自体骨移植均已较好地完成了缺损的修复,而前者的Lane评分、皮质骨密度、力学抗扭刚度均显著高于后者(P<0.05)。但术后8,16周时两者之间已无显著性差异(P>0.05)。结论 VP+DBM联合移植早期修复兔桡骨大段骨缺损的效果好于自体骨移植。后期两种方法修复效果基本一致。VP+DBM联合移植后,两者之间建立了相互协同、相互促进的关系。【关键词】 带血管骨膜 同种脱钙骨基质 自体骨 骨缺损 移植
Comparative Study of Fresh Autogenic Bone and Vascularized Periostium Associated with Demineralized Bone Matrix Graft on Healing Large Segmental Radius Defect in Rabbits JI Zhen-liang, JIANG Zu-yan, WANG Ai-min, et al. Dept. of Orthopaedics, 256th Hospital of PLA, Zhengding 050800
【Abstract】 Aim To explore the possibility of vascularized periostium associated with demineralized bone matrix (VP+DBM) graft to replace fresh autogenic bone graft to repair large segmental bone defect. Methods The effect of fresh autogenic bone, and VP+DBM graft on the healing of a 25mm diaphyseal defect in 102 radii were studied respectively on 51 rabbits. The results were evaluated by X-ray examination, Lane's Radiographic Scoring, histological and histomorphometrical examination, and torsional load testing. Results Defects filled with autogenic fresh bone or VP+DBM showed new bone formation of good quality. The Lane's score, the cortical bone density and the stiffness of the radia in the VP+DBM group were more significant than that in the fresh autogenic bone group 4 weeks postoperation (P<0.05), but no statistical difference 8 or 16 weeks postoperation (P>0.01). Conclusion The effect of VP+DBM graft is better than that of autogenic bone graft in the early healing stage of the radius defects in rabbits, but in the late stage their effects have no significant difference. The VP and DBM combination therapy can promote the healing of long bone defect rapidly and reliably. It is believed that VP and DBM can be combined and can stimulate with each other.
【Key words】 Vascularized periostium Demineralized bone matrix Fresh autogenic bone Bone defect Graft
骨缺损的修复当前仍较困难。一般认为自体骨移植成骨效果好,是评价其他方法修复效果的基本标准,但来源有限。蒋祖言等［1，2］的实验证实,带血管骨膜(vascularized periosteum, VP)与同种脱钙骨基质(demineralized bone matrix, DBM)联合移植修复骨缺损较快、较充分,新骨塑形好。而该联合移植法能否替代游离的自体骨移植修复大段骨缺损,目前尚不清楚。笔者以兔桡骨中央25mm的大段骨缺损为模型,比较术后4,8,16周时VP+DBM联合移植与单纯自体骨移植修复的效果。
材料与方法
一、实验动物及分组
健康日本大耳白兔63只,雌雄不拘,体重1.9～2.7kg。先随机取12只为DBM供体组,余51只为手术动物。手术动物又随机分为A～E5组,其中E组3只,其他组各12只。见表1。
表1 手术动物分组情况
组别 兔数 双侧前肢移植方式 处死时间(周)
A 12 VP+DBM移植/自体骨移植 4
B 12 VP+DBM移植/自体骨移植 8
C 12 VP+DBM移植/自体骨移植 16
D 12 VP移植/DBM移植 16
E 3 空白对照/空白对照 16
二、DBM的制备
采用陈受谦等［3］方法制备
三、手术方式
手术动物以30mg/kg体重戊巴比妥钠静脉麻醉后,无菌条件下显露双侧桡骨干,游离并切取以桡动、静脉为蒂的桡骨中、下段骨膜瓣,大小约27mm×12mm,然后在桡骨中段造成25mm的骨膜、骨缺损区,分别按下述不同方法进行移植修复:A～C组任选一侧为VP+DBM侧,植入DBM细条,再用骨膜瓣包裹;另一侧为自体骨移植侧,切除骨膜瓣,植入对侧无骨膜的桡骨碎条。D组任选一侧为VP侧,植入明胶海绵条,并用骨膜瓣包裹;另一侧为DBM侧,切除骨膜瓣,植入DBM细条。E组双侧均为空白对照,切除骨膜瓣后不植入任何材料。
四、观察指标
1.X线检查:手术动物分别于术后立即,2,4,8,12,16周摄双侧肢体X线侧位片了解骨缺损修复情况。C～E组X线片再按Lane等［4］标准进行骨缺损修复评分。
2.组织学检查及骨组织形态计量分析:A～C组随机取6只动物及D、E组动物按期处死,切取包括整个缺损区的桡骨段,按高洪鸾等［5］方法制成纵切不脱钙磨片,1%甲苯胺蓝染色,光镜下观察其缺损修复状况,并对A～C组标本利用电子计算机计量分析系统(重庆大学光机研究所,MAS-1型程序)计算下列指标:(1)总骨密度=新生骨性组织面积/缺损区总面积×100%;(2)小梁骨密度=骨小梁组织面积/缺损区总面积×100%;(3)皮质骨密度=总骨密度-小梁骨密度;(4)骨皮质及骨膜厚度［6，7］。
3.生物力学测试:A～C组余6只动物处死后切取完整桡骨,在VD-1OE型电子万能力学试验机 (长春第二试验机厂)上行扭转试验。记录其断裂时最大扭距(Mnmax)和变形角(φmax)。按White等［8］公式计算其抗扭刚度(GIP),公式为:GIP=Mnmax/φmax。
五、统计学处理
所有数据均以平均值±标准差表示,配对资料用配对t检验,未配对资料用两组比较t检验或方差分析处理。
结 果
一、一般情况
所有兔切口Ⅰ期愈合 。除D组1只动物术后2周意外死亡外,其余动物均存活。处死动物时解剖观察移植骨膜瓣的血管蒂全部通畅。
二、X线检查
自体骨移植侧,术后2周植入自体骨密度降低,周围出现少量浅淡的新骨阴影。术后4周新骨阴影基本填充整个缺损区。术后8周出现不规则髓腔。术后12,16周新骨的密度和外形与正常桡骨基本相同。VP+DBM侧,术后2周缺损区内出现较多的骨痂阴影。术后4周骨痂阴影充满整个缺损区,并出现不规则髓腔。术后8,12,16周缺损区新骨组织密度及形态接近正常桡骨。术后16周VP侧仅有8例肢体缺损区出现1条纤细的新骨阴影,余侧肢体缺损区新骨阴影较少。D组DBM侧及E组空白对照侧缺损区无明显新骨阴影。
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