钛网植骨修复四肢长骨干骨缺损的实验研究

作者：张云坤，郁忠杰 ，贾晓钧， 陶涛 ，鲍永仪

【关键词】  钛网;,植骨;,骨缺损

　　［摘 要］目的:  探讨钛网包裹游离骨移植治疗四肢骨缺损的效果。  方法:  选用40只新西兰实验大白兔，分成二组，制成骨缺损模型。分别予以单纯游离植骨和钛网植骨移植，术后4，8，12，16周取材，通过X线检查、组织学检查等手段进行对比研究。结果:  单纯骨移植，可在16周基本完成骨缺损修复，但有较高的骨不愈合率;钛网植骨移植，  在12周即可基本完成骨缺损的修复，其成骨速度及成骨质量均优于单纯骨移植。结论:  钛网包裹游离骨移植利于骨的紧密接触，并且有一定的固定支持作用，且不影响周围血管经网孔的长入，利于骨缺损的修复，且其相溶性较好，可任意塑形。   

　　［关键词］   钛网; 植骨; 骨缺损        　　Repair of the segmental bone defects in rabbit by using bone graft   with titanium cage   

　　ZHANG Yun-kun，YU Zhong-jie，JIA Xiao-jun， TAO Tao， BAO Yong-yi

　　（Department of Orthopedics，the Second People′s Hospital of Changzhou， Nanjing Medical University，Changzhou Jiangsu 213003， China）   

　　［Abstract］ Objective: To investigate the reparation result of the defect of long bone using bone graft   with titanium cage . Methods: Forty rabbits were divided into 2 groups . Group1 the bone defect was re-  paired using bone graft .group2 the bone defect was repaired using bone graft with titanium .Investigation   was made by means of X-ray examination ，histology at various time. Results: By means of bone graft the   bone defect was repaired in sixteen weeks. But the rate of nonunion was very high .By means of bone graft   with cage ，bone defect was repaired in twelve weeks， the speed and the quality of bone reparation in group   2 is superior to that of group1. Conclusion: Satisfied reparation effects of the defect bone was achieved .the   tightness contact of bone graft was achieved and the result of fixation was significant.  

　　［Key words］  titanium cage; bone graft; bone defect    

　　长骨节段性骨缺损一直是骨科治疗的一个难题，带血循骨膜瓣移植及其与其他新型植骨材料联合移植是目前治疗节段性骨缺损最有效的方法［1，2］，但手术操作复杂，难以普及开展。目前国内外最常开展的骨移植仍然是自体骨［3］，自体骨移植  被认为生命活性最好，无免疫排斥反应［3］，但难以修复较大范围的骨缺损，原因是植入后无法获得较满意的固定及骨间紧密的接触，以致难以完成爬行替代而使部分病例手术失败。为此，我们进行了钛网包裹游离骨移植治疗兔股骨节段性骨缺损的实验研究，取得了较满意的效果。    

　　1 材料与方法   

　　1.1 钛网的制备  

　　采用纯钛材料制成0.8 mm厚钛板，冲压制孔，直径1 mm、孔间距0.5 mm，可随意剪切大小，可任意塑形。   

　　1.2 植骨材料的制备  

　　处死3只同种新西兰实验兔，取出骨盆及股骨  上段，置于深低温冰箱内，形成冰冻骨，移植时再与  自体髂骨混合，用于骨缺损处的充填。   

　　1.3 实验方法       　　取成年同种新西兰实验兔40只，体重2～2.5kg，复方氯胺酮腹腔内注射麻醉（0.15 ml/kg体  重），耳静脉补液NS 150 ml，无菌技术下在兔股骨中段锯除一段10～15 mm股骨，形成节段性骨缺损，一根三叶髓内针固定（图1）。实验组20只，予取同种冰冻骨及自体髂骨混合制成小碎骨，填于骨缺损处，钛网作包裹固定，钛网略超出骨缺损范围;对照  组20只，予取同种冰冻骨及自体髂骨混合制成小碎骨，在骨缺损处作单纯植骨。动物放回兔笼中自由活动。

　　1.4 取材及标本观察  

　　手术后4，8，12，16周，两组分别处死5只兔取材。观察指标: ①X线检查:观察骨缺处的新骨形成、密度变化  及骨愈合情况，统计各组在不同时间点的骨缺损修复标本数，采用χ2检验进行统计学分析。②组织形态学观察:甲醛固定后常规脱钙，包埋，冷冻切片机连续切片，HE染色、丽春红三色染色，镜下观察骨缺损修复情况及新骨向成熟骨转化的动态过程。   

　　2 结 果    　　2.1 X线检查  

　　2.1.1 实验组

　　术后4周，钛网周围有骨膜反应形成，并见有少量骨痂;术后8周，植骨区密度增高，钛网周围有较多骨痂形成;术后12周，植骨区大量新  骨形成，钛网被骨痂包裹，新骨桥接骨缺损、形成连续的皮质骨（图2）;术后16周，骨缺损修复完善，完成塑形，5例标本显示骨折牢固愈合（图3）。  

　　2.1.2 对照组

　　术后4周，有骨膜反应形成，无骨痂，植骨组织少量吸收;术后8周，植骨区密度稍增  高，部分植骨吸收，周围有初始骨痂形成;术后12周，植骨区有新骨形成，但骨吸收较多，有2例明显显示骨缺损;术后16周，大量新骨形成，骨折愈合，但有2例骨吸收，形成骨不连。对术后12，16周通过X线两组骨缺损愈合标本数进行统计学处理，结果表明，实验组与对照组在两个时间点骨愈合率有明显差异，实验组在两个时间点骨愈合率均高于对照组（ P <0.05）。   

　　2.2 组织形态学观察  

　　2.2.1 实验组

　　4周有骨膜增生，植骨区域内出现岛状新生软骨和骨组织，8周时骨膜软骨骨痂出现、并骨化，植入骨逐渐融合成片，新骨为软骨内成骨，  术后12周，新骨大量形成，骨膜骨痂增厚，皮质骨形成，骨髓腔相通，骨桥形成，骨断端愈合，术后16周，完全达到骨融合，皮质骨连续，形成正常骨结构。

　　2.2.2 对照组

　　4周时骨膜增生，部分区域出现岛状新生骨，大部分为炎症组织浸润;8周时植骨区域  内出现大量岛状新生软骨，但骨膜软骨骨痂少，新骨  组织主要是纤维软骨组织，12周时出现骨膜下软骨骨痂，但因骨块间的间隙明显，仍有较明显的纤维组织充填，少量形成骨性桥接;16周时有3例达到骨缺损修复，达到骨愈合，有2例骨吸收，间隙被纤维组织充填，残留骨缺损，形成骨不连。对术后12，16周通过组织形态学观察两组骨缺损愈合标本数进行统计学处理，结果表明，实验组与对照组在两个时间点骨愈合率有明显差异，实验组在两个时间点均高于对照组（P<0.05）。  

　　3 讨 论   

　　3.1  治疗长骨干节段性骨缺损常用的方法及失败原因     

　　自体骨移植被公认为生物活性最好，无免疫排斥反应，是目前最好的植骨材料［3］，其对骨缺损的修复主要是通过骨的爬行替代来完成，但在临床应用过程中，节段性骨缺损常常发生植骨不愈合情况，主要原因是植入骨不能紧密接触，植骨间存在间隙，缺少必要的支持及固定［4］。早在20世纪70年代，人们就己采用带血管蒂的骨瓣转移修复骨缺损［3］，它由于不经过骨的坏死取代过程，故大大加速了骨愈合，但骨瓣血管蒂长度及取骨数量的限制，使带血管蒂的骨瓣仅限于特定的部位，用途十分有限，且手术复杂，损伤大，成功率低［5］。异体骨移植的应用，由于冷冻技术的广泛应用，使冷冻骨的排斥反应明显降低，特别是近二十年来  冷冻骨库的普遍建立，使得同种异体骨修复大段骨  缺损应用得到发展［6，7］，但由于冷冻异体骨对骨缺损的修复是以骨传导作用为主，骨生成作用及骨诱导作用很少，故常须与自体骨混合移植。人工骨移植的应用，主要是利用其骨传导作用，将其制成条块状，用作骨移植替代材料修复骨缺损［6，7］，但由于其缺乏骨诱导能力，一般将其作为载体与BMP复合成复合型聚体人工骨，增加了骨的诱导能力，对骨缺损修复有一定作用，此方法前景看好，但目前技术尚不成熟，难以普遍开展。综合以上几点分析，自体骨移植或同种异体骨、自体骨混合移植是治疗骨缺损最好的材料。    　　3.2  单纯性游离植骨与钛网植骨治疗骨缺损的疗效比较     

　　单纯性游离植骨，由于植骨间存在较多腔隙，易被结缔组织充填，影响骨的愈合过程及愈合速度，临床上常发生骨不愈合现象。钛网植骨则是利用钛网包裹植骨治疗长骨节段性骨缺损，避免了单纯性游  离移植骨的不足，其优越性在于:钛网材料与骨的相溶性好，任意塑形，有一定的固定支持作用;最主要的是钛网利于骨的紧密接触，且不影响周围血管经网孔的长入，利于骨的生成和愈合。手术操作简单，避免了带血管骨瓣移植的手术风险，便于在基层医  院广泛开展。本组初步的动物实验研究证实，钛网植骨具有手术操作简便，排斥反应小，可任意塑形，植入后能与宿主骨形成紧密的骨性结合，且有一定的固定支持作用，从而能获得满意的骨缺损修复。  

　　 ［参考文献］

　　［ 1 ］朱盛修.有血循的骨膜移植回顾与进展［J］.中华显  微外科杂志，1992，15:139-140. 

　　［ 2 ］蒋祖言，柯新华，高奉浔. 带血管的骨膜及同种脱钙  骨移植治疗骨缺损的实验研究［J］.中华创伤杂志，1991，7:159-153. 

　　［ 3 ］陈振光.骨移植回顾与进展［J］.中华显微外科杂志，2000，23（1）:15-17. 

　　［ 4 ］袁志，马 平，胡蕴玉，等. 游离骨膜与复合rh-  BMP2的异种骨联合移植修复骨缺损的实验研究  ［J］.中华外科杂志，1999，37（11）:682-684. 

　　［ 5 ］孙 强，赵德伟. 带旋股外动脉骨瓣和骨膜瓣移植治  疗股骨中下段骨不愈合及骨缺损18例［J］.中华创  伤杂志，2001，17（8）:504-505. 

　　［ 6 ］袁 志，胡蕴玉，马 平.骨移植治疗节段性骨缺损的  回顾与进展［J］.现代康复，2001，5（3）:104-105. 

　　［ 7 ］Tomford WW， Doppelt SH，Mankin HJ，et al.Bone bank   procedures［J］.Clin Orthop，1983，174:15. 

　　［基金项目］江苏省高校自然科学基金资助项目（02KJD320008）        　　［作者简介］张云坤（1964-），男，江苏常州人，副主任医师，主要从事骨关节损伤研究。

　　南京医科大学附属常州市第二人民医院

　　1.骨科;

　　2.病理科，江苏 常州 213003