摘要：背景:假体松动和磨损是导致全踝关节置换失败的主要原因,其与骨-植入物界面的微运动、关节面的接触应力和关节运动密切相关。包括衬垫和胫/距柄假体在内的人工关节部件的设计构造是影响踝关节受力、运动、接触界面微运动的关键因素,开发新型衬垫对提高人工踝关节生存率具有重要意义。目的:构建全踝关节置换有限元模型用以检测多孔结构优化型衬垫的生物力学特性,分析多孔结构优化型衬垫在减少假体微动和改善关节面接触行为方面的作用。方法:以一名健康成年人右踝关节CT扫描数据和INBONEⅡ系统产品手册为基础,建立包括骨骼和人工关节系统的三维模型,在经过截骨和假体安装后获得全踝关节置换模型(模型A),再通过对原始衬垫进行多孔结构改造获得G50型、G60型、D50型、D60型4种新型衬垫,将不同衬垫替换原始衬垫以建立与之相对应的优化型全踝关节置换模型(模型B-E),在5个模型上施加步态载荷模拟步态工况。比较5种模型植入物-骨界面微动和关节面接触行为的差异。结果与结论:①在步态周期下4个优化型全踝关节置换模型的假体微动小于原始模型,与模型A相比,模型B-E假体微动数值上分别下降5.4%,10.1%,8.1%及20.9%,再者优化型模型在胫骨骨槽穹顶部的高微动区域较原始模型明显缩小;②4个优化型模型获得了更大的关节面接触面积,与模型A相比,模型B-E衬垫接触面积均值分别增加了11.8%,14.7%,8.1%及32.6%;③与接触面积增大的效果类似,相较于原始模型,优化型模型的关节面接触应力不同程度下降,其中模型E的数值下降最为显著(P<0.05),归功于构成D60型衬垫Diamond晶格良好的力学属性和较大的孔隙率;④结果表明全踝关节置换使用多孔结构改良衬垫可以提高衬垫的弹性,增加其吸收关节冲击力的能力,为降低植入物-骨界面微动和改善关节接触行为创造有利条件。

摘要：背景:骨膜对骨骼的发育、重塑具有重要作用,因此,从结构与功能的角度设计一种高生物相容性、生物降解性能及成骨能力强的仿生骨膜,对骨缺损的研究发展具有重要意义。目的:利用复合纳米纤维骨膜负载黑磷纳米片和血管内皮生长因子,探讨纤维骨膜的理化特征,检测其生物相容性及体外促血管化和骨分化能力。方法:将黑磷通过液相剥离术剥离成黑磷纳米片,将血管内皮生长因子及黑磷纳米片包裹于透明质酸钠水溶液形成微溶胶颗粒,加入含左旋聚乳酸的二氯甲烷溶液中混合均匀,再加入N,N-二甲基甲酰胺形成混合溶液,通过静电纺丝技术得到纳米复合人工纤维骨膜(记为PLLA-BP@VEGF);同理制备单纯的左旋聚乳酸纤维骨膜(记为PLLA)、左旋聚乳酸-黑磷纤维骨膜(记为PLLA-BP)、左旋聚乳酸-血管内皮生长因子纤维骨膜(记为PLLA-VEGF)。将骨髓间充质干细胞分别与上述4组纤维骨膜共培养,通过活死荧光染色、CCK-8、细胞形态黏附实验检测纤维骨膜的细胞生物相容性,通过碱性磷酸酶染色、茜素红染色与骨钙素免疫荧光染色和成骨相关基因PCR检测纤维骨膜的成骨性能。以人脐静脉内皮细胞为实验对象,通过成血管实验检测4组纤维骨膜的成血管能力。结果与结论:①活死荧光染色、CCK-8实验显示,骨髓间充质干细胞可在4组纤维骨膜上良好增殖并存活,其中PLLA-BP@VEGF组活细胞数量最多;细胞形态黏附实验显示,各纤维骨膜上的骨髓间充质干细胞黏附铺展形态良好;②碱性磷酸酶染色、茜素红染色、骨钙素免疫荧光染色及成骨相关基因检测显示,PLLA-BP@VEGF组、PLLA-BP组纤维骨膜可促进骨髓间充质干细胞的成骨分化;成血管实验显示,相较于PLLA组和PLLA-BP组,PLLA-VEGF组、PLLA-BP@VEGF组血管长度更长,血管样染色结构呈网状形态,交叉节点更多;③结果表明,负载黑磷纳米片和血管内皮生长因子的复合纳米纤维骨膜有良好的生物相容性,体外可促进骨髓间充质干细胞的成骨分化能力与血管内皮细胞的成血管能力。

摘要：背景:颈椎动态稳定器的解剖型设计与正常椎间盘应具有相似的生物力学特点,其动态性设计具有轴向顺应性以及震荡吸收功能,而前缘倒齿嵌入上下椎体可获得足够的轴向稳定性。目的:比较颈椎前路融合内固定和颈椎动态稳定器置入非融合后颈椎相关生物力学指标变化。方法:将6具新鲜人C2～ C7颈段脊柱标本随机分为3组,在完整颈椎测试后分别行C5、6前路减压颈椎动态稳定器DCI置入,C5、6前路减压单纯Cage融合内固定,C5、6前路减压颈椎前路一体化钢板椎间融合器融合内固定。检测各组标本前屈、后伸、左右侧屈不同生理运动工况并施加2.0N·m纯力偶矩,颈椎标本C5～ 6上下邻近节段手术前后活动度大小。结果与结论:3种内固定后C5～ 6上下邻近节段较正常颈椎标本前屈、后伸和左右侧屈关节活动度值均有所增加,且表现出良好的即时稳定性,但颈椎动态稳定器置入组最接近正常值;3组间C5～ 6上下邻近节段关节活动度差异无显著性意义。表明颈椎动态稳定器置入后对邻近节段椎体活动度无明显影响或影响甚小,在一定程度上减小假体与其邻近椎体轴向应力,有效地维持颈椎活动。

摘要：背景:研究证实骨形态发生蛋白2具有促进软骨细胞增殖、分化的能力。目的:进一步验证由腺病毒介导的骨形态发生蛋白2对兔软骨细胞增殖的作用。设计、时间及地点:对比观察,实验于2006-01/2007-12在苏州大学附属第一医院骨科实验室完成。材料:5.0月龄健康的新西兰白兔4只,体质量3.0～4.0kg,雄雌不限。携带骨形态发生蛋白2基因的腺病毒载体,由苏州大学附属第一医院骨科实验室保存。方法:取兔耳郭的弹性软骨进行细胞培养,再以腺病毒为载体转染骨形态发生蛋白2到软骨细胞内作为实验组,未转染的作为对照组。主要观察指标:采用阿利新蓝染色、四甲基偶氮唑盐比色法和糖胺聚糖定量测定等方法观察软骨细胞增殖和分化。结果:实验组中的软骨细胞数量多,形态均一,融合率高,酸性黏多糖也较未转染组多。四甲基偶氮唑盐比色法和糖胺聚糖定量检测结果示实验组均高于未转染组。结论:腺病毒介导的骨形态发生蛋白2能促进软骨细胞增殖、保持软骨细胞的分化表型。

摘要：背景:椎间融合术已成为治疗腰椎不稳症的有效方法。目地:探讨应用解剖型表面钛涂层椎间融合系统(ProspacePLIF)治疗腰椎不稳症患者术后椎间活动域的变化。设计:以患者为研究对象,前后对照的观察性研究。单位:一所大学医院的骨外科。对象:2002-12/2003-12采用解剖型表面钛涂层椎间融合器治疗腰椎不稳患者16例,其中男4例,女12例,年龄37～68岁,平均51.6岁。椎间盘突出症4例,椎管狭窄症6例,退变性椎体滑脱3例,椎弓崩裂性滑脱3例,其中Ⅰ度滑脱5例,Ⅱ度滑脱1例。方法:行后路椎间合术,植入两枚融合器,辅以后外侧植骨,不行椎间隙内融合器周围植骨,全部加用了椎弓根螺钉内固定。并对患者术前术后的影像学和临床疗效进行对比。主要观察指标:①测量术前及末次随访的椎间隙及椎间孔高度,椎体间活动域。②功能障碍指数。结果:全部病例均得到随访,随v访时间6～16个月,平均12个月。所有病例均得到融合。术后椎间隙及椎间孔高度均得到满意恢复。Os-westry功能障碍指数评分术前为(44.2±3.9)分,术后为(25.5±3.6)分,手术前后比较差异有显著性意义。疗效评定优良率为93.8%。结论:解剖型表面钛涂层椎间融合器应用于腰椎不稳的治疗术后即刻稳性良好。

摘要：背景:传统的羟基磷灰石强度低、孔隙度小、骨诱导性和传导性较差。因此,人们采用各种方法制备羟基磷灰石生物复合材料,以改进其性能。目的:观察丝素蛋白/羟基磷灰石复合材料对骨髓间充质干细胞生物特性的影响,并与常用的胶原海绵相比较。设计、时间及地点:重复测量观察及多样本观察实验,于2007-01/2008-06在苏州大学附属第一医院骨科实验室完成。材料:丝素蛋白/羟基磷灰石纳米材料由苏州大学材料学院李明忠教授研制提供,胶原海绵购买于上海其胜公司。方法:取SD大鼠股骨和胫骨分离提取骨髓间充质干细胞,进行培养,传代。取第3代骨髓间充质干细胞分别接种到丝素蛋白/羟基磷灰石复合材料及三维胶原海绵材料上进行共培养。未加材料,单独培养细胞,作为空白对照组。主要观察指标:应用倒置显微镜观察细胞生长情况;在培养第2,4,6,8天用MTT法测定细胞增殖情况及测定碱性磷酸酶活性。结果:①倒置显微镜显示骨髓间充质干细胞能在两种材料上良好地黏附、增殖和生长。②MTT法检测显示两种材料上的细胞增殖明显,碱性磷酸酶活性随培养时间延长而增加,均高于空白对照组。结论:丝素蛋白/羟基磷灰石复合材料显示出良好的生物相容性,并能促进细胞生长分化,其有望成为胶原组织工程支架材料很好的补充和替代。

摘要：背景:磨损颗粒引起的骨溶解是导致假体松动的主要原因,已成为骨科学的研究热点之一,但是准确模拟磨损颗粒诱导假体周围骨溶解发生过程的动物模型是首先需要解决的问题。RANKL是细胞因子中调控破骨细胞分化、成熟及激活其功能最关键的因子之一。目的:拟建立钛颗粒诱导小鼠air-pouch骨溶解模型,模拟人工关节无菌性松动发生的病理过程。设计、时间及地点:随机对照、动物体内实验,于2008-03/10在苏州大学附属第一医院骨科实验室完成。材料:选用雌性BALB/c小鼠20只,按随机数字表法分成实验组和对照组,每组10只。方法:背侧单点皮下注射3mL无菌空气,间隔1d补注1mL气体,连续5d。囊内植入同种系小鼠颅骨。术后实验组和对照组分别在囊内注射10g/L的钛颗粒0.5mL或0.5mL磷酸盐缓冲液,14d后处死小鼠将囊及植入颅骨一并取出。主要观察指标:应用苏木精-伊红染色观察囊壁组织学改变,以定量反转录-聚合酶链反应检测检测标本中RANK、RANKL和破骨细胞成熟标志因子之一蛋白酶K基因mRNA含量。结果:组织学观察发现,实验组标本囊壁增厚、细胞浸润增多。经钛颗粒刺激后,组织中RANK、RANKL及蛋白酶K基因表达显著高于对照组(P<0.05)。结论:钛颗粒诱导的小鼠air-pouch骨溶解模型,简单、灵敏、经济、重复性好,能准确模拟人工关节松动发生的病理过程。

摘要：背景:目前椎体成形中常用的充填剂聚甲基丙烯酸甲酯因其过高的强度会引起临近节段骨折,新型材料磷酸钙骨水泥具有骨传导性,但其在体内的生物力学情况尚不明确。目的:模拟骨质疏松性骨折椎体的力学环境,观察磷酸钙骨水泥填充后椎体的力学变化情况,评价其在椎体成形中的适用性。设计、时间及地点:随机对照,动物体内生物力学实验,于2007-02/12在苏州大学实验动物中心完成。材料:成年雌性山羊12只,双侧去卵巢法制备骨量减少动物模型。方法:以直径4.0mm钻头横向钻通模型山羊L2～5腰椎椎体双侧皮质,两两随机向骨缺损内注入磷酸钙骨水泥或聚甲基丙烯酸甲酯,以L1和L6椎体为对照组。主要观察指标:生物力学测试仪测试术后2,6,12,24周各组椎体的强度和刚度。结果:磷酸钙骨水泥组椎体强度从2周起逐渐增强,在24周时最强,各时间点与对照组相当,但均低于聚甲基丙烯酸甲酯组。磷酸钙骨水泥组椎体刚度从2周开始下降,12周达到最低,24周时上升,但各时间点间无统计学差异(P=0.265);聚甲基丙烯酸甲酯组刚度2～24周也无明显降低(P=0.815);各时间点2组间比较无明显差异(P>0.05),但都低于对照组。结论:磷酸钙骨水泥填充后椎体具有更合适的生物力学强度,有望替代聚甲基丙烯酸甲酯在椎体成形中应用。

摘要：背景:Ribbed解剖型生物固定柄设计符合股骨生物力学特性,具有初始稳定性好、骨长入快及应力遮挡低等优点,获得满意的临床疗效。目的:探讨Ribbed解剖型生物固定股骨柄假体(Ribbed柄)的设计特征及其与临床疗效的关系。方法:对2010年3月至2012年3月因髋关节疾病采用Ribbed柄行全髋关节置换的患者进行回顾性分析。共获完整资料者52例(52髋),男20例,女32例;置换时年龄22-78岁,平均59岁。随访时间2-4年。评估置换前后Harris评分、置换后大腿疼痛率、术中骨折发生率、切口愈合情况、脱位及翻修等。影像学重点评估股骨柄髓腔充填率、股骨柄假体下沉、假体周围放射学透亮线、骨长入、应力遮挡及骨溶解等。结果与结论:术中股骨骨折发生率为6%;所有切口均一期愈合;无髋关节脱位及翻修病例;大腿疼痛率为6%,均于置换后1年消失;末次随访时,平均Harris评分由置换前48分提高到末次随访时96分。置换后X射线片示所有患者股骨髓腔充填满意,平均充填率:正位片上干骺端、中段和远端分别为91%,88%和86%,侧位片上干骺端、中段和远端分别为88%,85%和81%;末次随访时,49髋(92%)为稳定性骨长入固定,3髋为稳定性纤维长入固定,股骨侧及髋臼侧假体周围均未见骨溶解;5髋(10%)发生股骨柄假体下沉,但均小于2 mm;所有患者均出现不同程度的应力遮挡现象,其中1度31髋、2度19髋、3度2髋,无4度应力遮挡发生。提示Ribbed柄设计符合生物学固定要求,具有初始稳定性好、骨长入快及应力遮挡低等优点,可获得满意的临床疗效。

摘要：背景:瘦素作为一种内分泌激素参与机体能量代谢的调节,近年来瘦素对骨代谢的调节作用也越来越被人们所重视。目的:克隆人Leptin基因,构建重组原核表达载体PEGX-5X-3/Leptin并在大肠杆菌中表达,观察Leptin融合蛋白对人成骨细胞的生长抑制作用。设计、时间及地点:单一样本观察,于2007-07/2008-05在苏州大学附属第一医院骨科实验室完成。材料:新鲜的脂肪组织取自苏州大学附一院(供者知情并同意)、大肠杆菌DH5α、人成骨细胞由苏州大学附属第一医院骨科实验室保种。方法:从人脂肪组织中提取RNA,采用反转录-聚合酶链式反应获得人Leptin全部序列,克隆入带有GST原核细胞表达载体PEGX-5X-3中,实现插入基因的融和表达,用SDS-PAGE和WesternBlot对表达产物进行鉴定,提取并纯化GST-Leptin融合蛋白,以5,10,20,40mg/L不同质量浓度与人成骨细胞共培养,同时设立相应浓度梯度的GST蛋白组,四甲基偶氮唑盐法测两组人成骨细胞的体外增殖情况。主要观察指标:①Leptin基因的克隆与鉴定。②重组质粒的双酶切及聚合酶链反应鉴定。③融合蛋白的表达。④GST-Leptin融合蛋白的纯化。⑤GST-Leptin融合蛋白的鉴定。⑥GST-Leptin融合蛋白对人成骨细胞的生长影响。结果:反转录-聚合酶链反应扩增得到的特异性片段长度约为450bp,以此构建的重组质粒PEGX-5X-3/Leptin,经BamHⅠ和XhoⅠ双酶切后显示5kb和450bp左右的两条片段,测序结果与Genbank中报道的完全一致,证明Leptin基因已成功地克隆到了原核表达载体PEGX-5X-3中。并在大肠杆菌中获得稳定的表达,表达产物的相对分子质量(Mr)同预期值相一致,融合蛋白为Mr45000,GST蛋白为Mr29000,与GST蛋白组相比,20,40mg/L的GST-Leptin融合蛋白可以明显促进细胞的生长(P<0.05),且其促进作用有一定的浓度依赖性。结论:成功构建了PEGX-5X-3/Leptin重组原核表达载体,在***21中表达GST-Leptin融合蛋白,并以浓度依赖性促进人成骨细胞的生长。