改进莫氏骨诱导膜在成年家兔股骨干缺损加速修复作用的研究

改进莫氏骨诱导膜在成年家兔股骨干缺损加速修复作用的研究

赵永林 张原 （通讯作者） 陈永佳 马文华 王卫 李浩伟  庞中状 张国荣

昆山市第六人民医院 江苏 苏州  215321

摘要：目的：本研究旨在探讨改进莫氏骨诱导膜在成年家兔股骨干缺损中加速骨修复作用的有效性及机制，以期为临床上骨缺损的治疗提供新的策略和理论依据。方法：本实验选取健康成年家兔20只，随机分为实验组和对照组，每组10只。在两组家兔的股骨干上制造相同大小的骨缺损模型。实验组应用改进莫氏骨诱导膜覆盖骨缺损区，对照组不采取任何干预措施。通过X光片、骨密度测量、组织学检查和生物力学测试等方法，对两组家兔股骨干缺损的修复情况进行观察和分析。结果：实验组中，改进莫氏骨诱导膜的应用显著加快了股骨干缺损的骨愈合过程。X光和骨密度测量结果显示，实验组骨缺损区的骨质重建速度和质量均优于对照组。组织学检查结果表明，实验组的骨愈合区域形成了更多的成骨细胞和新生骨组织。生物力学测试也证实，实验组的骨修复区域展现出更高的力学稳定性。结论：改进莫氏骨诱导膜在成年家兔股骨干缺损模型中能有效促进骨组织的快速重建和愈合，显著提高骨缺损区域的骨质量和力学稳定性。这项研究证明了改进莫氏骨诱导膜在促进骨缺损修复方面的潜在应用价值，为临床治疗提供了一种新的治疗策略。未来的研究将进一步探索其具体的作用机制及在不同骨缺损模型中的应用效果。

关键词：莫氏骨诱导膜；骨缺损修复；股骨干缺损；组织工程；生物力学测试

在成年个体中，骨缺损的治疗一直是骨科和组织工程领域的重大挑战，由于骨愈合能力的自然下降，这一问题变得更加复杂。传统的治疗方法，如自体骨移植和异体骨移植，虽然在一定程度上能够促进骨愈合，但这些方法存在诸多限制，包括供骨源有限、可能引发免疫反应和传染疾病的风险等[1]。因此，开发一种有效的骨缺损修复材料，以促进骨愈合和组织再生，对于改善患者预后具有重要意义。

近年来，莫氏骨诱导膜作为一种新型的生物材料，在骨组织工程中显示出了巨大的潜力。该材料能够提供一个理想的微环境，促进成骨细胞的迁移和增殖，从而加速骨缺损区域的骨再生[2]。在促进骨愈合方面的潜力已经被初步证实，但在成年家兔股骨干缺损模型中的作用机制和效果，仍需进一步研究。

本研究旨在通过一系列严谨的实验设计，评估改进莫氏骨诱导膜在成年家兔股骨干缺损中的修复效果和安全性，包括骨质重建的速度和质量，以及对周围组织的影响。通过X光、骨密度测量、组织学检查和生物力学测试等方法，本研究期望为临床上骨缺损的治疗提供更加有效的策略和理论依据。

一、资料与方法

1.一般资料

本研究选取了健康成年家兔20只，体重介于2.5至3.0公斤之间，均来自同一实验动物中心，以保证实验的一致性和可重复性。这些家兔被随机分为两组：实验组和对照组，每组各10只。所有动物在实验前均经过至少一周的适应期，以减少实验误差。实验前，所有家兔均接受全身麻醉，并在无菌条件下进行手术操作，以确保实验的准确性和动物的福利。

2.方法

手术制备和治疗

在全身麻醉下，通过外科手术在每只家兔的左侧股骨干制造长约1cm、宽约0.5cm的骨缺损模型。实验组的骨缺损区域覆盖改进的莫氏骨诱导膜，而对照组则不进行任何覆盖处理。

麻醉和术后护理

麻醉和术后护理采用直肠灌注麻醉进行手术。麻醉采用10%的水合氯醛行直肠灌注，剂量为2-3ml/kg ,头皮针皮条连接注射器，另一头插入直肠2cm左右，缓慢注入水合氯醛，5-10分钟后，家兔卧倒，四肢和腹部肌肉松弛、呼吸深慢而平稳、皮肤夹捏反射消失、角膜反射明显迟钝。术后，所有家兔均给予适当的止痛药物和抗生素，以减轻疼痛并预防感染。家兔在术后被单独饲养，并在严格无菌的环境中进行日常护理

观察指标

• X光检查：术后第1、2、4和8周进行X光检查，评估骨缺损区域的骨愈合情况。
• 骨密度测量：采用双能X线吸收法（DEXA）在术后第8周测量骨密度，以定量分析骨质重建的效果。
• 组织学检查：术后第8周，选取部分家兔进行骨缺损区的组织切片，通过HE染色观察新生骨组织的形态和成骨细胞的活性。
• 生物力学测试：使用万能材料试验机在术后第8周对修复区域进行生物力学性能测试，评估骨愈合区域的力学稳定性。

4.统计学分析

本研究采用SPSS 22.0软件进行数据处理和统计分析。对于符合正态分布的连续变量，我们使用均数±标准差（x̄ ±s）来表示，并通过独立样本t检验来比较两组间的差异，并使用卡方检验（χ2检验）来进行组间比较。在所有的统计测试中，我们将P< 0.05作为差异具有统计学意义的标准。

二、结果

表1术后情况对比(术后第8周)

三、讨论

首先，骨缺损区域愈合程度的显著提高揭示了改进莫氏骨诱导膜促进骨重建的潜在机制。这种效果可能与膜材料特有的生物活性有关，它能够吸引成骨细胞并提供适宜的微环境，促进骨形成因子的局部浓度增加[3]，从而加速骨缺损区域的骨愈合过程。

从骨密度的显著增加可以看出，不仅骨量得到了补充，骨质的质量也得到了提高。这对于骨缺损治疗而言极为关键，因为仅有骨量的增加而忽视骨质的质量，不能完全保证治疗的成功[4]。生物力学测试结果的提高进一步验证了骨质重建后骨缺损区域力学性能的改善。此外，组织学评分的提升反映了新生骨组织的良好形态和成骨细胞的活跃状态。这一点强调了改进莫氏骨诱导膜不仅促进了骨量的增加，而且提高了新生骨组织的质量。

总之，本研究对改进莫氏骨诱导膜在成年家兔股骨干缺损模型中的应用提供了有力的证据，展示了其在促进骨愈合方面的潜力。未来研究将进一步探索其作用机制，并通过更广泛的临床应用来验证其在骨缺损治疗中的效果和安全性。

参考文献

[1]鲁齐林,蔡贤华,刘曦明,等.诱导膜技术治疗下肢感染性骨缺损14例[J].中国中医骨伤科杂志, 2020, 28(6):7.

[2]桂忠山,王桂华,徐国浩,等.诱导膜技术与复合骨移植物在创伤后节段性长骨干骨缺损修复中的应用效果观察[J].中国骨与关节损伤杂志, 2022.

[3]范金柱,从飞,任小宇,等.膜诱导技术治疗合并骨缺损的股骨远端Gustilo-Anderson ⅢB型损伤[J].中国修复重建外科杂志, 2022, 36(5):5.

[4]丁国成,刘欣伟,刘兵,et al.膜诱导技术结合被覆抗生素骨水泥髓内钉治疗下肢感染性骨缺损[J].中华骨科杂志, 2018, 38(9):6.