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研究背景:
创伤、骨肿瘤、肢体畸形及骨感染等引起的大段骨缺损的治疗,是临床常见的棘手问题。当前,随着我国交通的快速发展,各种高能量损伤的人数正在上升,骨肿瘤、骨骼畸形等疾病的发病率有逐渐增长的趋势,这不仅严重影响患者生存质量,而且造成了严重的经济、社会负担,因此对于骨缺损的修复和重建的研究显得尤为重要。诱导膜技术是近十年来较新兴的治疗骨缺损的手术方法之一,怎样提高诱导膜技术的成骨效能,提高临床疗效是目前需要解决的关键问题。
中医学认为肾主骨,既往研究表明通过补肾法能促进骨折修复,骨的再生与重建,骨碎补是传统补肾健骨中药,骨碎补总黄酮是主要有效成分,其在骨折修复中有着重要的作用,但是其在诱导膜技术治疗骨缺损的过程中未见报导,其对血管及成骨之间的耦联机制尚不十分明确,本课题组长期致力于中药对骨缺损的修复与重建的作用机制研究,前期一系列的研究表明骨碎补总黄酮在牵张成骨及骨折过程中发挥作用,本课题为国自然科学基金青年项目“基于三元调控理论探讨补肾法对Masquelet技术中诱导膜形成及骨组织重建的干预机制(项目编号:NO.81603140)”的部分研究,以期通过建立大鼠诱导膜模型,骨碎补总黄酮的药物干预探讨其在诱导膜技术治疗过程中的作用,以及临床病例观察,为临床应用提供科学依据。
一、诱导膜技术治疗大段骨缺损的临床观察研究
目的:
通过临床治疗病例的回顾,评估诱导膜技术的临床应用效果,优化临床治疗方案。
方法:
通过搜索广州中医药大学第一附属医院病历系统及影像系统中自2016年9月至2019年12月中诊断为骨髓炎、骨感染、骨不连的患者,以及门诊接诊患者的随访,共计15例患者,分析患者的一般情况,观察相关临床指标如骨缺损端愈合率、骨愈合时间、住院天数,负重时间,骨水泥放置时间、手术并发症、手术次数、最终清创后骨缺损长度、固定方式、植骨方式等。
结果:
15例患者中感染患者均为金黄葡萄球菌感染,经治疗后,临床症状较手术前均好转,骨水泥旷置时间为5.4±1.8周大部分患者在治疗后1年中获得骨性愈合,骨性愈合的时间平均为8.3±2.4个月,二期行髓内钉固定的患者下地负重时间早于其它固定方式,大部分患者一期手术术后采用外固定支架固定,二期手术中部分患者更换为内固定,开放性骨折的患者经清创后一期行内固定治疗。植骨方式:所有患者均采用自体髂骨植骨,如缺损较大则混合同种异体骨,有2例患者采用PRP+碎状髂骨植骨。术后1例患者在二期手术后6个月出现钢板断裂,1例外固定松动,在后续手术中均更换为髓内钉固定。
结论:
掌握好适应症,合适的手术计划,诱导膜技术在治疗骨缺损能取得良好的疗效。
二、大鼠股骨大段骨缺损诱导膜治疗模型的建立与评估
目的:
建立一种简单易行的诱导膜治疗骨缺损的动物模型,为后续实验的开展及药物干预对诱导膜治疗骨缺损奠定实验基础。
方法:
20只雄性SD大鼠右侧股骨手术截骨4mm,均采用钢板固定,置入PMMA骨水泥旷置4周后行二期手术,尾骨植骨术,术后通过大体观察、影像学观察以及组织形态学方法观察截骨部位的愈合与恢复情况。
结果:
本次实验共选取20只大鼠进行手术,手术过程中,有1一只因损伤股动脉术中死亡,术后1只大鼠术肢持续肿胀、膝关节活动受限,后均补齐。所有大鼠术后一般情况良好,进食、排便等情况无特殊,术后第3天均可正常行走,在笼内自由活动,切口愈合良好、未见明显感染征象。术后内固定稳定有效,对大鼠功能活动无明显影响。一期手术术后4周诱导膜组织分层明显,内层组织含丰富的新生血管组织,外层主要为成纤维细胞和胶原组织;诱导膜组织中可见大量炎症细胞浸润;炎症细胞主要聚集在诱导膜近骨水泥缘,二期手术术后8周X线及Micro-CT检测可观察到植骨区域生长。
结论:
实验所建立的大鼠股骨大段骨缺损Masquelet技术治疗模型可靠实用,具有可重复性。
三、骨碎补总黄酮在诱导膜技术中对骨缺损区域血管和成骨质量的影响
目的:
探讨骨碎补总黄酮在诱导膜技术中对骨缺损区域血管和成骨质量的影响
方法:
36只雄性SD大鼠分为3组(空白组、诱导膜组、诱导膜+中药灌胃组),每组12只,右侧股骨截骨4mm,均采用钢板固定,置入PMMA骨水泥旷置4周,空白组不予植骨,诱导膜组及诱导膜+灌胃组旷置后行尾骨植骨术,术后8周采集标本,通过大体观察、影像学观察以及组织形态学方法观察截骨部位的愈合与血管形成情况,通过免疫组织化学及免疫印迹法检测相关蛋白的表达。
结果:
X线结果及组织形态学显示诱导膜组及诱导膜+中药组对骨缺损的修复具有良好的作用,Micro-CT显示诱导膜+中药灌胃组对骨质矿化具有促进作用,免疫组织化学显示骨碎补总黄酮能促进CD31及BMP-2等蛋白的表达,免疫痕迹法显示在成血管相关因子CD31、VEGF、PDGF骨碎补总黄酮均有促进作用,诱导膜+中药组在血管形成、骨质矿化、骨质塑性、组织形态学方面均优于其它两组。
结论:
骨碎补总黄酮在诱导膜技术中对骨缺损区域的成骨和血管形成具有良好的促进作用。
创伤、骨肿瘤、肢体畸形及骨感染等引起的大段骨缺损的治疗,是临床常见的棘手问题。当前,随着我国交通的快速发展,各种高能量损伤的人数正在上升,骨肿瘤、骨骼畸形等疾病的发病率有逐渐增长的趋势,这不仅严重影响患者生存质量,而且造成了严重的经济、社会负担,因此对于骨缺损的修复和重建的研究显得尤为重要。诱导膜技术是近十年来较新兴的治疗骨缺损的手术方法之一,怎样提高诱导膜技术的成骨效能,提高临床疗效是目前需要解决的关键问题。
中医学认为肾主骨,既往研究表明通过补肾法能促进骨折修复,骨的再生与重建,骨碎补是传统补肾健骨中药,骨碎补总黄酮是主要有效成分,其在骨折修复中有着重要的作用,但是其在诱导膜技术治疗骨缺损的过程中未见报导,其对血管及成骨之间的耦联机制尚不十分明确,本课题组长期致力于中药对骨缺损的修复与重建的作用机制研究,前期一系列的研究表明骨碎补总黄酮在牵张成骨及骨折过程中发挥作用,本课题为国自然科学基金青年项目“基于三元调控理论探讨补肾法对Masquelet技术中诱导膜形成及骨组织重建的干预机制(项目编号:NO.81603140)”的部分研究,以期通过建立大鼠诱导膜模型,骨碎补总黄酮的药物干预探讨其在诱导膜技术治疗过程中的作用,以及临床病例观察,为临床应用提供科学依据。
一、诱导膜技术治疗大段骨缺损的临床观察研究
目的:
通过临床治疗病例的回顾,评估诱导膜技术的临床应用效果,优化临床治疗方案。
方法:
通过搜索广州中医药大学第一附属医院病历系统及影像系统中自2016年9月至2019年12月中诊断为骨髓炎、骨感染、骨不连的患者,以及门诊接诊患者的随访,共计15例患者,分析患者的一般情况,观察相关临床指标如骨缺损端愈合率、骨愈合时间、住院天数,负重时间,骨水泥放置时间、手术并发症、手术次数、最终清创后骨缺损长度、固定方式、植骨方式等。
结果:
15例患者中感染患者均为金黄葡萄球菌感染,经治疗后,临床症状较手术前均好转,骨水泥旷置时间为5.4±1.8周大部分患者在治疗后1年中获得骨性愈合,骨性愈合的时间平均为8.3±2.4个月,二期行髓内钉固定的患者下地负重时间早于其它固定方式,大部分患者一期手术术后采用外固定支架固定,二期手术中部分患者更换为内固定,开放性骨折的患者经清创后一期行内固定治疗。植骨方式:所有患者均采用自体髂骨植骨,如缺损较大则混合同种异体骨,有2例患者采用PRP+碎状髂骨植骨。术后1例患者在二期手术后6个月出现钢板断裂,1例外固定松动,在后续手术中均更换为髓内钉固定。
结论:
掌握好适应症,合适的手术计划,诱导膜技术在治疗骨缺损能取得良好的疗效。
二、大鼠股骨大段骨缺损诱导膜治疗模型的建立与评估
目的:
建立一种简单易行的诱导膜治疗骨缺损的动物模型,为后续实验的开展及药物干预对诱导膜治疗骨缺损奠定实验基础。
方法:
20只雄性SD大鼠右侧股骨手术截骨4mm,均采用钢板固定,置入PMMA骨水泥旷置4周后行二期手术,尾骨植骨术,术后通过大体观察、影像学观察以及组织形态学方法观察截骨部位的愈合与恢复情况。
结果:
本次实验共选取20只大鼠进行手术,手术过程中,有1一只因损伤股动脉术中死亡,术后1只大鼠术肢持续肿胀、膝关节活动受限,后均补齐。所有大鼠术后一般情况良好,进食、排便等情况无特殊,术后第3天均可正常行走,在笼内自由活动,切口愈合良好、未见明显感染征象。术后内固定稳定有效,对大鼠功能活动无明显影响。一期手术术后4周诱导膜组织分层明显,内层组织含丰富的新生血管组织,外层主要为成纤维细胞和胶原组织;诱导膜组织中可见大量炎症细胞浸润;炎症细胞主要聚集在诱导膜近骨水泥缘,二期手术术后8周X线及Micro-CT检测可观察到植骨区域生长。
结论:
实验所建立的大鼠股骨大段骨缺损Masquelet技术治疗模型可靠实用,具有可重复性。
三、骨碎补总黄酮在诱导膜技术中对骨缺损区域血管和成骨质量的影响
目的:
探讨骨碎补总黄酮在诱导膜技术中对骨缺损区域血管和成骨质量的影响
方法:
36只雄性SD大鼠分为3组(空白组、诱导膜组、诱导膜+中药灌胃组),每组12只,右侧股骨截骨4mm,均采用钢板固定,置入PMMA骨水泥旷置4周,空白组不予植骨,诱导膜组及诱导膜+灌胃组旷置后行尾骨植骨术,术后8周采集标本,通过大体观察、影像学观察以及组织形态学方法观察截骨部位的愈合与血管形成情况,通过免疫组织化学及免疫印迹法检测相关蛋白的表达。
结果:
X线结果及组织形态学显示诱导膜组及诱导膜+中药组对骨缺损的修复具有良好的作用,Micro-CT显示诱导膜+中药灌胃组对骨质矿化具有促进作用,免疫组织化学显示骨碎补总黄酮能促进CD31及BMP-2等蛋白的表达,免疫痕迹法显示在成血管相关因子CD31、VEGF、PDGF骨碎补总黄酮均有促进作用,诱导膜+中药组在血管形成、骨质矿化、骨质塑性、组织形态学方面均优于其它两组。
结论:
骨碎补总黄酮在诱导膜技术中对骨缺损区域的成骨和血管形成具有良好的促进作用。