股骨骨缺损动物模型制备现状及特点

背景:骨缺损的修复及后期临床转归仍是临床研究中的热点和难点,是困扰临床医师的常见问题。构建合适、可重复性及无限接近临床的动物实验模型及科学的评估对进一步的临床治疗相关疾病至关重要。目的:回顾性分析文献中股骨骨缺损常用实验动物模型制备方法及不同模型特点,评估优势与不足,为相关研究者选择合适的股骨骨缺损动物模型提供一定的参考。方法:检索PubMed、Web of Science、Medline数据库及CNKI数据库,设定英文检索词为:bone defect,bone,bones,defect,defects,defective,animal model,animal,model,laboratory,laboratory animal,animal laboratory;中文检索词为:骨缺损,动物模型,实验。检索时限为2000-01-01/2022-08-01。结果与结论:①对入选的27篇随机对照动物实验进行了分析和评估,实验动物包含大鼠、小鼠、新西兰兔及羊,骨缺损类型主要包含圆柱形骨缺损和节段性截骨骨缺损,部位以股骨中段及远端居多。多用于评估骨修复材料、药物、载药活性物质及物理治疗等方法对骨缺损修复的影响及缺损愈合机制研究,尤其是负重骨缺损修复机制的研究。②不同缺损类型及不同实验动物股骨骨缺损值的范围不同,研究者可结合实验目的,选择合适的动物及骨缺损类型,并设置合理的骨缺损值。③目前的研究表明,股骨骨缺损模型以圆柱形及节段截骨骨缺损为主,主要是在股骨远端及中段,手术方法及术后处理较为成熟,可操作性强,能够提供成熟的实验动物模型。④就圆柱形骨缺损而言,大鼠及新西兰兔更适合,而节段性截骨则无特殊要求,各种动物均能满足实验要求。

基于微信的共管照护模式在股骨转子间骨折患者中的应用

目的探讨基于微信的共管照护模式应用于股骨转子间骨折患者的效果。方法60例股骨转子间骨折患者根据护理方法的不同分为两组,对照组采用常规院外护理,观察组在对照组基础上采用基于微信的共管照护模式,比较两组的髋关节功能、日常生活能力、生活质量和并发症。结果干预后,观察组的Harris评分、MBI评分均高于对照组,EQ-5D各维度评分以及并发症发生率均低于对照组(P<0.05)。结论基于微信的共管照护模式可改善股骨转子间骨折患者的髋关节功能及日常生活能力,提升其生活质量,降低并发症发生率。

SD大鼠股骨慢性骨髓炎模型构建与评价

目的建立并评价SD大鼠股骨慢性骨髓炎动物模型。方法取雄性SD大鼠24只,暴露大鼠右股骨髁间沟,用电钻于股骨髁间沟处钻1个直径0.5 mm的小孔直通股骨髓腔,向髓腔内注入50μL细菌密度为1×10^(6)/mL的金黄色葡萄球菌悬液,用无菌骨蜡密封孔洞。观察大鼠术后行为学、切口愈合、体温、病灶大体感染等情况;术后2、4、8周,取大鼠造模股骨周围软组织进行细菌培养,采用小动物CT机观察股骨影像学表现;术后2、8周,取造模股骨组织制成病理学切片,进行H-E染色、吉姆萨染色及Masson染色。结果造模后大鼠右后肢勾悬、不能负重,术后第10天左右手术切口完全愈合,第12天恢复至正常活动水平,第15天以后活动水平稍有下降。术后大鼠体温逐渐升高,感染部位局部红肿;2周以后体温虽下降,但仍然高于正常体温,部分大鼠右膝关节局部出现包块;4周后所有大鼠均有局部红肿和体温升高等症状。大鼠造模股骨周围软组织细菌培养可见均匀分布的金黄色葡萄球菌菌落,且随时间延长而增多。小动物CT机检查结果显示,术后8周大鼠造模股骨髓腔内炎症反应明显,骨质破环累及骨皮质全层,死骨形成并伴有新骨生成。造模股骨组织病理学分析结果显示,术后2周骨髓腔内有大量炎症细胞浸润,炎症局限于骨髓腔内,可见皮质骨中胶原纤维连续排列,组织内含有大量的金黄色葡萄球菌;术后8周炎症迁延,皮质骨中胶原纤维大量断裂,皮质骨大量破坏且有窦道与外界相连,组织内金黄色葡萄球菌数量进一步增多。结论SD大鼠股骨慢性骨髓炎模型造模成功,可较好地模拟临床骨髓炎病理生理变化,具有高度可复制性。

髓内固定构建大鼠股骨骨不连模型

背景:建立客观标准的骨不连动物模型是骨不连的实验研究及探索骨不连治疗的必备条件。目的:为骨不连的实验研究建立一种客观的动物模型。方法:选取SPF级雄性Wistar大鼠,采用大鼠股骨中段截除5mm、进行大段骨膜剥离及骨髓去除的方法制备大鼠股骨骨不连模型,使用1.2mm克氏针进行固定。于术后1,4,8周通过大体标本观察、X射线片检查、组织病理学观察骨不连形成情况。结果与结论:造模后8周大体标本及X射线拍片、组织病理学检查显示大鼠骨缺损区无骨痂形成,断端纤维组织填充,骨性骨痂稀少,甚至不可见。结果说明,股骨中段骨质截除、大段骨膜剥离及骨髓去除法能够成功制备大鼠骨不连动物模型,该方法简单、可靠、有效。

弧形髋臼截骨术对腰椎生物力学影响

目的建立健康志愿者、髋关节发育不良(development dysplasia of the hip,DDH)患者手术前后股骨-骨盆-腰椎模型,研究弧形髋臼截骨术对腰椎生物力学影响。方法利用CT扫描获取4名DDH患者手术前后以及1名健康志愿者股骨-骨盆-腰椎DICOM数据,构建三维有限元模型。在Geomagic中采用偏移命令划分皮质骨与松质骨,在SolidWorks中添加腰椎软骨、骶髂关节、耻骨联合等软骨,在ANASYS中对模型进行有限元分析,步态为慢走中的单腿支撑中期相。分析对比DDH患者手术前后腰椎生物力学变化,将患者术后腰椎生物力学数据与健康志愿者进行对比。结果建立了4组患者和1组健康志愿者股骨-骨盆-腰椎模型,模型在各工况下结果均在所参考的文献范围内,证明模型有效。患者术后腰椎、股骨颈、纤维环与髓核所受应力远小于患者术前的状态,患者术后腰椎、股骨颈、纤维环与髓核所受应力与健康志愿者相近。结论弧形髋臼截骨术在治疗DDH后会显著降低腰椎、椎间盘所受应力,纤维环与髓核受力也更加均匀,说明弧形髋臼截骨术会将患者调整到健康状态。研究结果为临床治疗DDH提供了生物力学依据,有助于优化手术方案。

Anybody仿真太极不同步法时股骨及下肢骨主要关节的应力特征

背景:Anybody骨肌建模系统,使用数学建模技术模拟人体骨骼、肌肉和环境的关系,可对人体的逆向动力学进行研究,得出下肢关节力等指标。目的:分析练习太极拳动作时下肢骨主要关节的应力分布规律,为其科学训练和锻炼价值提供依据。方法:在北京体育大学武术学院选取8名太极拳健将级运动员进行7组步法动作和右腿股骨CT的数据采集。使用BTS红外捕捉系统、Kistler三维测力台采集太极(八法五步)7组步法动作的运动和力学数据,利用Anybody 7.2骨肌模型的多体动力学仿真技术计算下肢关节动力学参数,结合Workbench 19.2对股骨进行应力计算分析。结果与结论:①利用Workbench软件分析得出了7组步法动作的股骨应力结果,7组动作的应力峰值由大至小顺序是:退步捋势(22.00 MPa)、退步採势(19.379 MPa)、左右移步挤按(9.35 MPa)、左右移步肘靠(6.30 MPa)、进步掤势(4.68 MPa)、进步挒势(2.57 MPa)、中定独立势(0.31 MPa)。②在7组步法动作中2种向后退步动作股骨应力最大(P<0.05),且在7组动作运动过程中的股骨最大应力位置均不同。③上述结果证实,在太极(八法五步)7种步法动作练习时,股骨应力阈值和最大应力位置会随着5种方向(7组动作)运动不同而变化,通过连续训练能够全面地刺激股骨体,进步动作对于股骨体正面和外侧上端影响较大,退步动作对股骨体后面和内侧影响较大,左右横向步法动作主要是股骨体两侧对称受力。④初学者要根据不同步法动作的受力特点来进行针对训练,进步动作和退步动作训练时要注重太极拳的旋转用力以及左右横移步法动作训练时的内侧对抗用力,根据自身薄弱问题,对太极拳训练步法有所侧重,进而达到更好的锻炼效果。

个体化预测股骨转子间骨折患者围手术期隐匿性失血风险的列线图模型构建

目的构建股骨转子间骨折患者围手术期出现隐匿性失血风险的列线图预测模型。方法回顾性收集我院2020年6月至2022年6月收治的96例股骨转子间骨折患者的临床资料。根据平均失血量分为大量失血组(n=42)和非大量失血组(n=54)。对失血的影响因素进行单因素分析和多因素分析,R3.6.3软件及rms程序包构建预测隐匿性失血风险的列线图模型,并评估模型的区分度和一致性。结果96例患者发生大量隐匿性失血的有42例,占比43.75%。单因素分析显示,大量失血组和非大量失血组患者年龄、手术类型、入院白蛋白、DD之间差异有统计学意义(χ^(2)=8.979、8.368、15.453,t=5.855,P<0.05);多因素Logistic回归分析显示,年龄>70岁、手术类型为InterTAN、入院白蛋白<30 g/L、DD是影响股骨转子间骨折患者围手术期隐匿性失血的独立危险因素(P<0.05);列线图模型显示,年龄>70岁、InterTAN、入院白蛋白<30 g/L、DD每增加0.5 mg/L分别增加14.2分、14.8分、26.8分、11.1分的权重;检验发现模型一致性、区分度均较好。结论年龄>70岁、手术类型InterTAN、入院白蛋白<30 g/L、DD均是股骨转子间骨折患者围术期隐匿性失血的影响因素,本研究构建的列线图模型在用于个体化预测股骨转子间骨折患者围术期隐匿性失血具有一定临床意义。

全膝关节置换术患者假体型号预测模型的探讨

目的探索构建全膝关节置换术(TKA)股骨(F)和胫骨(T)植入假体尺寸的预测模型,为优化手术器械的配套提供参考,从而达到降耗提效的目的。方法采用回顾性调查方法,收集2019年1月-2019年12月在广东省中医院实施TKA的440例患者的资料,包括患者的性别、年龄、身高、体质量、假体品牌、股骨假体与胫骨假体的前后径(AP)与内外径(ML)等。采用t检验、秩和检验、χ^(2)检验及预测模型采用多元回归。结果本组440例患者的平均股骨AP为(58.6±3)mm,平均胫骨ML为(68.8±3.7)mm。使用最多的股骨假体AP是58 mm(占22.27%),常用的股骨假体AP 55~62 mm(占86.14%);使用最多的胫骨假体ML是68 mm(占33.86%),常用的胫骨假体ML 63~74 mm(占93.86%)。构建的全膝关节假体尺寸预测模型:股骨AP(mm)=29.122+18.759×身高(m)+0.039×体质量(kg)-1.397×性别(男=1,女=2)、胫骨ML(mm)=37.880+20.675×身高(m)+0.036×体质量(kg)-2.134×性别(男=1,女=2),以及分性别的股骨AP与胫骨ML预测的模型。研究团队应用以上信息优化了TKA手术器械的配套及植入假体的贮备型号。结论通过应用患者性别、身高、体质量指标构建的预测模型,可在不增加经济成本和材料消耗的前提下帮助手术医护人员在术前预测TKA植入假体型号尺寸及配套的手术工具,以优化手术器材配套及库存,提升手术的安全和效率。

Orem自护模式对老年股骨粗隆间骨折患者的影响

目的:探讨Orem自护模式对老年股骨粗隆间骨折患者的影响。方法:选取2018年6月-2023年5月我院收治的100例老年股骨粗隆间骨折患者为研究对象,按随机数字表法将其分为对照组与观察组,各50例。对照组采用常规护理,观察组采用Orem自护模式。对比2组并发症发生情况、疼痛程度、血清C反应蛋白水平、白细胞计数、生活质量。结果:护理后,观察组并发症总发生率为2.00%,低于对照组的14.00%,差异有统计学意义(P<0.05)。2组血清C反应蛋白水平、视觉模拟评分均较护理前降低,且观察组低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。2组白细胞计数均较护理前升高,且观察组高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组生活质量的各个维度评分均高于对照组,组间差异有统计学意义(P<0.05)。结论:老年股骨粗隆间骨折患者采用Orem自护模式效果显著,可有效缓解患者疼痛,减轻炎症反应,降低并发症发生率,提高其生活质量。

基于病人健康参与模型的运动方案对老年股骨转子间骨折病人术后康复的影响

目的:分析基于病人健康参与模型的运动方案对老年股骨转子间骨折病人术后运动功能、自我管理能力及生活质量的影响。方法:选取2021年8月—2022年2月在我院行老年股骨转子间骨折疾病治疗的50例病人为研究对象,采用随机数字表法分为观察组、对照组,对照组给予常规护理干预,观察组在常规护理基础上给予基于病人健康参与模型的运动方案护理干预,比较两组病人术后运动功能、自我管理能力及生活质量状况。结果:干预后,观察组术后1周、术后1个月、术后3个月及术后6个月Harris评分与Barthel指数均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),观察组成年人健康自我管理能力测评量表(AHSMSRS)评分为(144.50±9.14)分,对照组评分为(127.30±8.30)分,两组比较差异有统计学意义(P<0.05),观察组生理、生理、社会关系及环境评分分别为(14.25±1.68)分、(14.85±1.98)分、(15.88±2.10)分及(15.23±1.94)分,高于对照组[(9.35±1.51)分、(9.65±1.18)分、(10.03±1.82)分、(9.88±1.77)分],差异有统计学意义(P<0.05)。结论:基于病人健康参与模型的运动方案,可改善老年股骨转子间骨折病人术后运动功能,提升自我管理能力及生活质量。

人股骨生物力学特性的三维有限元分析

目的 了解股骨头颈部的力学分布以对临床股骨颈骨折治疗进行指导。方法 应用大型有限元分析软件ABAQUS建立人体股骨的三维有限元仿真模型 ,对该模型进行各种分析。结果 载荷的传导主要通过压力骨小梁和股骨距由股骨颈区传至股骨干的中下 1 /3处 ;当外界暴力作用时 ,应力主要集中在股骨上段 ,即股骨颈中下段和大小转子处及其之间。结论 股骨颈处的压力骨小梁和股骨距是重要的承载结构 ,内固定物的放置应循压力骨小梁方向尽量紧贴股骨距钻入 ;外展肌力的收缩对髋关节有一定的保护作用。

参数化股骨曲面特征模型的构建

为了便于参数化股骨曲面模型的编辑修改,利用曲面特征将股骨的网格模型分割为有医用意义的曲面特征单元,提出建立股骨曲面特征模型的方法.首先结合医学解剖需求,将由平均化点云模型构建的三角网格模型分割为有特定意义的多个区域,构成特征区域;其次设计特征参数及参数间约束关系,通过轮廓线蒙皮创建特征曲面;最后将相邻特征曲面通过过渡曲面连接,生成股骨参数化CAD曲面模型.实验结果表明,该方法能够有效地表达股骨表面形状特征,利用高层参数对股骨模型直观地进行构建和编辑,为股骨假肢设计以及不完整股骨的数字化修复等提供基础工具.

酒精性股骨头缺血坏死大鼠模型的制备

背景:长期大量饮酒与股骨头坏死的关系早已明确,但乙醇引起股骨头坏死的病理机制目前并未完全阐明。目的:制作酒精性股骨头缺血坏死大鼠模型,探讨其发病机制。方法:将80只Wistar大鼠随机分为实验组与对照组,每组40只,实验组灌胃给予烈性白酒10 mL/kg,1次/d,连续6个月;对照组灌胃给予生理盐水10 mL/kg,1次/d,连续6个月。每个月随机取6只大鼠双侧股骨头,进行组织形态学观察。结果与结论:(1)骨坏死:实验组3个月时骨小梁变细,排列紊乱,空骨陷窝数开始增加,6个月时出现典型的骨坏死,空缺骨陷窝明显增加;对照组骨小梁完整,排列整齐,骨陷窝中骨细胞清晰可见,细胞形态正常;(2)血管损伤:实验组3个月时微动脉内膜增生,部分血管内皮下弹力纤维减少,弹性纤维及中层平滑肌断裂、增生,6个月时上述表现更加明显;对照组微动脉膜未见增厚,血管壁正常;(3)微血栓形成:实验组3个月时微血栓数量明显增加,6个月时变化更加显著;对照组微血栓数量无明显变化。(4)结果表明:长期摄入乙醇可导致大鼠股骨头内微血管内皮损伤,局部微循环供血异常,诱发股骨头缺血性坏死,且坏死程度与乙醇累积摄入量相关。

大鼠股骨闭合骨折模型的制作

目的:研究大鼠标准股骨闭合骨折模型制作的方法。方法:简化设计并制作骨折造模支架。对78只雄性SD大鼠行逆行性克氏针固定股骨,然后使用造模支架制造股骨中断闭合骨折,通过X线、组织学检查了解骨折类型、移位程度以及骨折的愈合情况。结果:术后X线摄片证实横断或短斜型骨折,移位不明显者67例,占总例数的85.9%,随访显示骨折呈典型的二期愈合过程。结论:简化改良自制造模支架制作的大鼠股骨闭合骨折成功率高,软组织损伤小,能最大限度减少外在因素对骨折的影响,通用性好,符合标准闭合骨折模型的要求。

兔激素性股骨头坏死模型的建立

目的:建立兔激素性股骨头坏死的模型。方法:新西兰大白兔24只,分为正常对照组(N)、模型2周(M2)组和模型4周(M4)组。使用内毒素+激素建立股骨头坏死的动物模型。给药后2周和4周取双侧股骨头观察骨小梁和髓腔的组织形态学变化。结果:模型组骨小梁内骨细胞核固缩,空骨陷窝增加,小梁间脂肪细胞增多、增大;髓腔内脂肪细胞增多、增大,造血组织明显减少。结论:小剂量内毒素+激素成功诱导兔股骨头坏死模型,这种动物模型操作简单,稳定可靠,重复性好,为研究激素性股骨头坏死的发病机制和治疗方法提供了帮助。

液氮冷冻兔股骨头坏死模型制备新方法及可靠性评价

目的建立一种可靠的并可用于治疗和研究新的液氮冷冻法制成的兔股骨头坏死动物模型。方法采用成年新西兰大白兔21只,无菌条件下手术分离臀肌,切断股骨头圆韧带,显露股骨头。用医用棉签蘸取液氮,对股骨头进行3次冷冻3次复温,制备兔双侧股骨头坏死模型。于术后3、7d及2、4、6、8周进行X线摄片,股骨头大体形态和组织病理学观察。结果 X线摄片结果显示,制模2周时股骨头密度增高;4周时出现密度不均影像;6周时外形出现不规则变化,边缘有透亮区;8周时开始塌陷,关节间隙增大,骺板模糊。股骨头大体形态随时间推移,其受损程度呈加重演变特点。制模3 d的股骨头组织切片可见软骨细胞和骨细胞坏死;2周见骨小梁断裂、排列紊乱;4周见髓腔脂肪细胞坏死,内有新生血管及增生纤维组织;6周时出现匍行附着;而8周可见新骨沉积性生长,骺板处细胞挤压、变形。结论本实验中建立的液氮冷冻股骨头坏死模型新方法具有创伤性小、贴近人股骨头坏死病理演变规律的优点,为干细胞移植等治疗和研究提供了一种新的模型制备方法。

股骨形态及应力应变的三维有限元分析

建立了一个针对高危女性人群股骨结构的三维有限元模型,分析了运动荷载作用下此类股骨的应力和应变分布以及股骨破坏的可能部位．结果表明:运动荷载使股骨产生较大的横向位移和弯曲变形;股骨颈处的应力和应变最大,容易在股骨颈处以及大转子与股骨干的连接部位附近发生破坏．模拟结果为研制适用于此类人群的高性能人工股骨提供了参考．

三七总皂苷干预激素性股骨头缺血坏死模型兔的超微结构评价

背景:前期研究证实三七总皂苷对早期兔酒精性股骨头缺血性坏死骨细胞超微结构形态的修复可以起到良好的促进作用。目的:透射电镜观察三七总皂苷干预兔激素性股骨头缺血坏死骨细胞形态结构变化。方法:9-10周龄健康雄性新西兰兔90只,体质量3.5-4.0 kg,由广西中医药大学实验中心提供。采用改良马血清联合甲泼尼龙琥珀酸钠造模方法建立兔激素性股骨头缺血性坏死模型。实验过程死亡15只,余75只分为生理盐水组、鹿瓜多肽组、三七总皂苷组各25只,分别生理盐水、鹿瓜多肽、三七总皂苷干预治疗5周,透射电镜观察各组骨细胞结构变化。结果与结论:(1)生理盐水组兔股骨头骨细胞成熟减少,血管内皮细胞受损,线粒体肿胀,嵴结构模糊,核碎裂,脂滴出现;(2)三七总皂苷组、鹿瓜多肽组兔股骨头骨细胞成熟,血管内皮细胞损伤少,肿胀线粒体减轻,结构清晰,肥大脂肪细胞及脂滴减少;(3)三七总皂苷组和鹿瓜多肽组骨细胞形态结构变化优于生理盐水组(P <0.05);(4)结果说明,三七总皂苷干预兔激素性股骨头缺血性坏死,对骨细胞形态结构有修复作用。

髓内固定的小鼠胫骨开放骨折模型与股骨闭合骨折模型的比较研究

目的探讨小鼠骨折模型的建立难点、术式特点,分析模型建立后不同时相的骨折愈合特点,确定更具优势的小鼠骨折模型。方法以C57BL/6野生型小鼠为平台建立胫骨开放横形骨折髓内固定模型及股骨闭合横形骨折髓内固定模型。术后连续观察并在术后第4、7、10、14、21、28、35天收取骨折部位标本,采用X线、micro-CT、组织形态计量学等方法对上述骨折模型进行比较分析,并连续观察小鼠活动能力。结果开放性胫骨骨干横形骨折模型单批建立成功率为94.2%,无新发现骨折,无固定针移位现象。闭合性股骨骨干横形骨折模型单批建立成功率为80.0%,17.9%的小鼠发现粉碎性骨折或手术区域外骨折,14.3%出现固定针向近端移位现象。胫骨骨折组小鼠骨性骨痂体积百分比及骨连接密度在术后第10、14、21及28天均显著高于股骨骨折组小鼠(P<0.05)。术后第7天,胫骨骨折组小鼠软骨骨痂面积百分比显著高于股骨骨折组小鼠;术后第10、14、21、28天,胫骨骨折组小鼠骨性骨痂面积百分比显著高于股骨骨折组小鼠(P<0.05)。胫骨骨折组小鼠和股骨骨折组小鼠的软骨骨痂面积百分比分别在术后第7天和第10天到达峰值。术后胫骨骨折组小鼠活动能力的恢复快于股骨骨折组小鼠。结论小鼠开放性胫骨骨干横形骨折髓内针固定模型是较为理想的小鼠骨折模型。

股骨骨折模型兔外固定架稳定性与股四头肌肌腱的关系

背景:在兔股骨骨折类造模实验中,关于股四头肌肌腱是否会影响固定装置稳定性的相关研究较少。目的:分析股四头肌肌腱对兔股骨骨折模型中外固定架稳定性的影响。方法:将48只新西兰大白兔随机分为2组,使用外固定架制作兔股骨骨折模型,实验组切断股四头肌肌腱,对照组保留股四头肌肌腱,2周后行X射线检查观察在骨折造模开始到成功阶段2组外固定架失效的数量。结果与结论:(1)X射线检查:造模后2周实验组1只兔外固定架螺钉游离于股骨外,对照组7只实验兔外固定架螺钉游离于股骨外,其中1只螺钉折断,螺纹部分留置于股骨内;(2)外固定架失效率:实验组1只兔外固定架失效,失效率4%,对照组12只兔外固定架失效,失效率50%,差异有显著性意义(P<0.05)。结果证明切断兔股四头肌肌腱可以有效地保证术后兔外固定架的稳定性,间接的提高了实验的成功率。