【摘 要】
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背景与目的外伤、炎症、肿瘤等原因所造成的节段性骨缺损愈发常见,临床治疗方案以骨移植最佳,但植入材料的来源有限、免疫排斥与结构匹配不良等缺陷严重影响其修复效果,CAD、3D打印与生物活性陶瓷的出现为骨缺损治疗提供了新的契机。本研究拟构建稳定的比格犬股骨节段性骨缺损模型进行个性化修复方案的探索,进一步研究以β-TCP支架为代表的生物活性陶瓷在股骨节段性骨缺损修复中的成骨规律与效果,为临床治疗提供实验基
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背景与目的外伤、炎症、肿瘤等原因所造成的节段性骨缺损愈发常见,临床治疗方案以骨移植最佳,但植入材料的来源有限、免疫排斥与结构匹配不良等缺陷严重影响其修复效果,CAD、3D打印与生物活性陶瓷的出现为骨缺损治疗提供了新的契机。本研究拟构建稳定的比格犬股骨节段性骨缺损模型进行个性化修复方案的探索,进一步研究以β-TCP支架为代表的生物活性陶瓷在股骨节段性骨缺损修复中的成骨规律与效果,为临床治疗提供实验基础与技术指导。方法1.将3只1岁龄雄性比格犬的CT数据进行三维重建与测量,通过CAD完成节段性股骨缺损模型、内固定方案与个性化手术方案的设计,通过3D打印成型。行体外实验对比使用/不使用个性化手术器械的操作时间与效果以验证CAD的精准性;进一步构建比格犬股骨大节段骨缺损模型,通过个性化髓内钉完成内固定,以体征与X线评估建模与内固定方案的效果。2.β-TCP支架通过CAD改良结构,3D打印成型。将27只1岁龄雄性比格犬随机分为3组,按对照组（空白/自体骨）与实验组（β-TCP支架）进行实验。术后24周内按不同时间点观察生命体征、免疫学、影像学、组织学指标,对组内/组间成骨性能与规律进行综合评价。结果1.比格犬股骨平均长度/髓腔直径/股骨中段皮质长度平均值分别为:135.39±6.09mm/5.15±0.34mm/13.65±1.67mm;髓内钉总长120mm,直径5.5/5.5mm;模拟实验中,使用/不使用个性化手术器械的平均术时为26±4.6min/40.6±14.1min（P＜0.05）,准确率为98.3±5.37%/71.6±23.6%（P＜0.05）;比格犬骨缺损模型构建与内固定效果良好。2.术后所有比格犬正常存活,4周后可负重行走。X线示术后髓内钉无滑脱、松动情况;术后1周炎性指标、心肝肾功能恢复正常;骨代谢指标示4周到12周三组成骨活跃,自体骨组破骨较别组活跃（P＜0.05）;标本观察三组股骨力线正常,无明显排异现象。CT/micro-CT与切片染色均示术后4-24周新骨累加,组间对比自体骨组成骨最佳（P＜0.05）,新骨附于表面,截骨近端为优势部位,骨吸收明显;β-TCP组较阴性对照组成骨明显（P＜0.05）,新生骨散布于多孔层,截骨远端为优势部位,吸收速率与成骨相当;阴性对照组新骨被纤维组织所阻,截骨远端为优势成骨部位,修复效果差。结论1.CAD使比格犬股骨大段骨缺损模型的构建更具科学性与可重复性,为临床大节段骨缺损提供了可行的修复固定方案;2.β-TCP多孔支架在比格犬股骨大节段缺损修复中提供了良好的骨传导特性,促进了新骨的生长。
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