可降解骨螺钉强度衰减体外测试模式的建立

目前可降解式固定器所面临最大的难题在于强度的大小及降解时间的维持。为了评估可降解式固定器的降解速率，可建立一套体外强度衰减测试模式，以评估材料的机械强度。然而文献报道的测试流程及方法并不一致。本研究参考国外文献的报道及ＡＳＴＭ相关标准，以二种不同材料制成的可降解骨螺钉为对象，建立一套可降解固定器的体外强度衰减测试模式。 使用恒温水槽，提供回旋摇晃运动，使磷酸盐缓冲液（ＰＢＳ）与骨螺钉表面产生相对流动，ｐＨ值维持在７．４±０．２，温度控制在３７±２℃，在设定的时间点取出骨螺钉进行强度测试。采用剪力及三点弯曲测试，每次测试五根骨螺钉，以得到强度衰减与时间的关系、结果表明，ＰＬＬＡ骨螺钉在第６～７周时强度产生急速衰减，ＰＬＧＡ骨螺钉在第４周强度已几乎消失。 通过本研究建立的体外强度衰减测试模式，可得到可降解骨螺钉机械强度随时间衰减的曲线。此套测试模式的建立可作为研发可降解固定器的体外测试评估及参考依据．

基于柠檬酸合成的新型可降解螺钉生物相容性和生物力学特性的研究

目的探讨聚柠檬酸复合纳米羟基磷灰石(POC-Click-HA)制作的新型生物可吸收松质骨螺钉治疗比格犬股骨外髁骨折的生物相容性及生物力学特性。方法健康成年比格犬9只,雌雄不限,体重8~11 kg,制备双侧股骨外髁骨折(AO分型33.B1型)模型。右侧采用POC-click-HA可吸收松质骨螺钉固定,作为实验组;左侧采用聚消旋乳酸PDLLA可吸收松质骨螺钉固定,作为对照组。术后观察实验动物一般情况,分别于术后4周、8周、12周处死3只动物,取材行大体观察、Lane-Sandhu组织学评分及生物力学分析。结果实验动物均存活至实验完成。大体观察两组骨折无移位,均于12周愈合,POCclick-HA组螺钉可见有新生骨组织从螺钉表面向内部生长。术后3个时间点对骨折部位进行LaneSandhu组织学评分,两组螺钉之间无统计学差异(P>0.05)。生物力学测试,4周POC-click-HA组钉-骨界面最大载荷低于PDLLA组(P<0.05),8周和12周两者无显著差异(P>0.05)。结论POC-click-HA松质骨螺钉具有良好的生物相容性,生物力学性能满足固定比格犬股骨外侧髁B1型骨折。

基于柠檬酸合成的新型可降解螺钉影像学和组织学的研究

目的从影像学、组织学评估聚柠檬酸复合纳米羟基磷灰石(POC-Click-HA)可吸收螺钉治疗比格犬股骨外髁骨折的适用性及其作用机制。方法健康成年比格犬9只,制备双侧股骨外髁骨折(AO分型33.B1型)模型。右侧采用POC-click-HA可吸收松质骨螺钉固定,为实验组;左侧采用聚消旋乳酸PDLLA可吸收松质骨螺钉固定,为对照组。术后4周、8周及12周分别取材行Micro-CT扫描及骨组织学染色分析。并体外观察三羧酸循环抑制剂CPI-613和外源性柠檬酸对MC3T3-E1细胞成骨作用的影响。结果Micro-CT显示术后4周POC-click-HA螺钉与骨组织结合弱于PDLLA螺钉;8周两组螺钉与周围骨组织逐渐整合,差异不明显;12周两组螺钉-骨组织均键合良好,新形成的骨小梁围绕螺钉螺纹生长。组织学染色发现:实验组螺钉周围逐渐形成新生骨,螺钉在降解,有新骨长入;而对照组螺钉周围仍有较多胶原纤维,仅见少量新骨,螺钉毫无降解。细胞培养结果显示加入CPI-613后培养基内内源性柠檬酸显著减少;抑制剂浓度越高,ALP染色阳性细胞形成数量越少;柠檬酸浓度越高,钙结节形成越多。结论POC-click-HA骨螺钉较PDLLA骨螺钉具有更强骨诱导能力和更快骨降解性,适于治疗比格犬股骨外髁骨折。柠檬酸材料促进骨折愈合的机制可能与促进成骨细胞分化有关。

新型可降解镁骨内固定螺钉在股骨头坏死治疗中的应用研究

目的 探讨新型可降解镁骨内固定螺钉用于股骨头坏死(osteonecrosis of the femoral head,ONFH)带血管蒂髂骨瓣移植术的安全性及有效性。方法 以2020年7月—2021年2月收治的ONFH患者作为研究对象,其中20例(20髋)符合选择标准纳入研究,采用中央随机方法将患者分为两组(n=10)。带血管蒂髂骨瓣移植术中,试验组采用新型可降解镁骨内固定螺钉固定髂骨瓣,对照组采用髂骨瓣直接楔入。两组患者性别、年龄以及ONFH侧别、类型、国际骨循环研究协会(ARCO)分期、病程等一般资料比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。记录两组手术时间以及术中出血量;手术前后行实验室检查,包括白细胞计数(white blood cell,WBC)、电解质(K、Ca、P、Mg)、尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)、血肌酐(serum creatinine,Scr)、肾小球滤过率(glomerular filtration rate,eGFR)、淋巴细胞比例(CD4/CD8)、免疫球蛋白G(immunoglobulin G,IgG)、IgM、谷丙转氨酶(alanine transaminase,ALT)、谷草转氨酶(aspartate aminotransferase,AST);术后采用Harris评分评价髋关节功能,髋关节CT和骨盆正位及蛙式位X线片复查髂骨瓣位置、融合以及试验组螺钉降解情况。结果 术后两组患者生命体征均平稳,切口均Ⅰ期愈合,无不良事件发生。对照组1例术后3个月拒绝回院随访1次、试验组1例术后1年拒绝回院随访1次,其余患者均完成术后2周,3、6个月及1年随访。实验室检查示手术前后各时间点两组WBC、电解质(K、Ca、P、Mg)、BUN、Scr、eGFR、CD4/CD8、IgG、IgM、ALT、AST比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。试验组手术时间及术中出血量均低于对照组(P<0.05)。两组术后1年Harris评分高于术前及术后6个月,差异均有统计学意义(P<0.05);各时间点两组间比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。影像学复查示两组术后1年时髂骨瓣均与股骨头颈交界区开窗处达骨性融合,随访期间未见髂骨瓣松动、脱落;试验组可见新型可降解镁骨内固定螺钉溶解吸收征象,螺钉直径逐渐减小(P<0.05),随访期间未见螺钉断裂及脱落。结论 带血管蒂髂骨瓣移植术治疗ONFH时,术中采用新型可降解镁骨内固定螺钉固定髂骨瓣牢固,与传统髂骨瓣直接楔入相比能获得相似关节功能,且手术时间短、术中出血少。