人工关节无菌性松动动物模型的建立

《人工关节无菌性松动动物模型的建立》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、人工关节无菌性松动动物模型的建立【关键词】人工关节　　人工关节置换术是治疗终末期骨关节疾病最有效的方法，它可以显著地提高患者的生存质量［1］。目前全球每年有超过100万套的关节假体被植入，中国随着老龄化社会的到来和人们生活水平的提高，人工关节置换术也有着越来越大的社会需求。但是该手术后10年内有高达10％的病例会因假体松动需要进行人工关节翻修手术，且随着时间的推移，翻修率也相应升高［2］。　　人工关节置换后的假体无菌性松动始终是临床上存在且急需解决的问题。建立人工关节松动动物模型，有以下目的：a)模拟人工

2、关节假体无菌性松动的发生发展过程；b)通过动物模型验证假体无菌性松动的机制；c)探讨人工关节松动生物学及组织学变化［3］；d)为翻修的时机提供依据［4］；e)为假体材料的选择提供依据［5］；f)指导医生及患者如何延缓和减少松动的发生。g)对人工关节松动进行长期评价［6］。本文将从人工关节无菌性松动模型的动物选择、磨损颗粒的准备、动物模型的建立等方面作一叙述。　　1实验动物的选择21　　早在20世纪60年代就有学者用动物模型来研究和探讨关节置换手术的方式和疗效，后期又有不同的学者利用兔［7］、犬［8～10］

3、、大鼠［11］、绵羊［6］制作动物模型。这些模型都有一个突出的优点：针对动物的体型参数设计关节假体，再将假体植入动物模型体内，能够较好地复制人体内人工关节置换术的过程。这对于研究人工关节无菌性松动的发生是很好的病因模型，但这些模型也都存在共同的问题：一方面建模过程周期长和费用高，另一面不适合抗松动治疗研究的大范围筛选和研究。因此，目前选择小鼠做动物模型者为多数。其中一种小鼠模型是将磨损颗粒直接植入鼠类颅骨的骨表面，刺激颅骨炎性骨溶解；另一种就是小鼠气囊内植骨模型。Zhang等［12］认为，小鼠种属的不同会

4、对颗粒诱导的炎症反应、破骨细胞生成和骨质溶解有着显著的影响，而相对于Balb/c鼠和昆明鼠，C57BL/6型小鼠对超高分子聚乙烯颗粒(ultrahighmolecularweightpolyethylenepartides，UHMWPE)的炎性反应最为明显，因此选用C57BL/6型小鼠作动物模型为佳。　　2磨损颗粒的准备　　2.1UHMWPE颗粒21　　聚乙烯是目前制造髋臼或髋臼内衬的主要材料，其磨损颗粒已被公认为引起假体无菌性松动的重要因素。不同分子量和交联程度的聚乙烯具有不同的生物活性。通常使用的超高

5、分子聚乙稀主要有两种，一种是GUR1120，另一种是GUR415HP，前者多在欧洲使用，而后者多在美国使用。德国赫斯特(Hoechst)公司、美国赫尔克乐斯(Hercules)公司和日本三井石油化学公司是世界上生产UHMWPE的三大公司。从三大公司获得的UHMWPE颗粒有34％小于1μm，平均颗粒直径为(1.73±1.43)μm。UHMWPE是线形结构，但因分子量太大，结晶很困难，结晶度低，比重不超过0.94。　　UHMWPE具有耐磨性好、低摩擦性、抗冲击性好、抗反复疲劳强度高、质轻、电绝缘性良好、自润滑

6、性好、耐低温性能优秀、使用温度范围宽、生理相容性好、耐腐蚀性好等优点；UHMWPE也存在硬度低、强度不高、耐热性差、加工困难、抗蠕变性差等缺点。　　2.2钛颗粒　　钛也是目前用于制造人工髋关节的主要材料。选用钛颗粒的原因是其容易获得且易于在人工关节无菌性松动的患者组织学切片中被发现。钛合金特点是抗压强度、抗疲劳强度及耐蚀性好，比重低，有利于减少人工关节松动，但其耐磨性能较差。　　2.3陶瓷颗粒21　　因氧化铝陶瓷耐磨性和化学稳定性很好，成为目前制造人工髋关节的常用材料。　　2.4钴铬钼颗粒　　因钴铬钼合金

7、的耐磨性好，故临床上也有选用钴铬钼合金作为人工髋关节的假体材料。采用的纯净钴铬钼颗粒平均直径为1.43μm，从0.05～7.82μm不等，有90％以上颗粒小于5μm，50％以上小于2μm。　　2.5颗粒的制备　　一般先将颗粒按不同直径规格过滤，置于消毒液中浸泡洗涤以除去内毒素，并用LimulusAmoebocyteLysateassay测定内毒素量。然后用环氧乙烷气体消毒颗粒，最后将颗粒重悬在无菌载体溶液如PBS中备用［13～17］。　　3无菌性关节松动动物模型的建立　　3.1兔模型　　将成年新西兰大白兔

8、用2.5％戊巴比妥钠(按25mg/kg)静脉麻醉后，从膝关节前外侧入路暴露股骨关节面，用直径3.021mm钻头沿股骨轴线方向钻孔，用冰冻生理盐水反复冲洗隧道止血，置入金属人工假体，术毕关闭切口，术后不制动。术后第1～3天肌注青霉素，分别于术后第4、6、8、10、12、14周向实验组大白兔的膝关节腔注射磨损颗粒悬液1.5mL，同时给予对照组大白兔膝关节腔注射生理盐水1.5mL。术后第16周处死兔子，收获标本［18］。　　该模型能