钛合金假体表面涂层微孔孔径和孔隙率对骨整合的影响

目的探讨钛合金假体表面涂层微孔孔径和孔隙率对骨整合的影响。方法采用3D打印技术打印3种不同微孔孔径和孔隙率的钛合金假体,第一种假体表面微孔孔径(260.5±34.5)μm、孔隙率68.1%,第二种孔径(553.2±16.7)μm、孔隙率79.2%,第三种孔径(749.8±15.0)μm、孔隙率89.0%,分别标记为a、b、c型假体。选择新西兰大白兔27只,随机分为A、B、C组各9只,分别将a、b、c型假体植入兔股骨髓腔。术后4、8、12周,每组随机处死3只,通过Micro CT扫描观察各组成骨情况并测量骨体积分数(BV/TV)、组织矿物密度(TMD),通过拔出试验检测各组最大拔出力。结果术后4周,各组内植物均在位,微孔内及周围呈低信号,无明显沉积骨质;拔出标本仅远端有少量未成熟骨质,表面多覆盖纤维结缔组织及陈旧血凝块,处理标本时可轻易洗去;三组BV/TV、TMD及最大拔出力比较差异均无统计学意义(P均>0.05)。术后8周,各组微孔内及周围均见部分中密度影,为未成熟骨质,A组相对较多;三组拔出标本远端均有明显骨质覆盖,A组假体体部表面可见沉积骨质;三组间BV/TV、TMD比较差异均无统计学意义(P均>0.05),但A组最大拔出力明显高于B、C组(P均<0.05)。术后12周,各组微孔内及周围均见高密度影,为沉积骨质,且伸入微孔内部,形成锁结,A组多于B、C组,无明显骨溶解;A组整个假体表面均匀覆盖较多骨质,B、C组远端和近端可见明显沉积骨质,但少于A组;A组BV/TV、TMD明显高于B、C组(P均<0.05);最大拔出力A组>B组>C组,组间两两比较P均<0.05。结论钛合金假体表面涂层微孔孔径226~295μm、孔隙率68.1%有利于促进骨整合,并具有较好的生物力学性能。