摘要
目的: 将α-半水硫酸钙/双相生物陶瓷(α-CSH/BCP)新型复合人工骨植入兔桡骨大段骨缺损模型，评估其修复骨缺损的效果，并与传统的α-半水硫酸钙、双相生物陶瓷修复效果进行比较，为该新型复合人工骨的进一步研究提供一定的理论基础。 方法: 真空吸入法将α-CSH和BCP复合研制成新型复合人工骨材料α-CSH/BCP。建立108只成年新西兰大白兔单侧桡骨大段骨缺损模型，将3种骨缺损修复材料随机植入骨缺损模型区域，并分为3组:A组(α-CSH/BCP组)、B组(α-CSH组)、C组(BCP组)，每组36只实验动物。术后2、4、8、12周处死实验动物并获取观察标本，通过大体观察、血清碱性磷酸酶(AKP)、组织形态学、放射学、生物力学测试和扫描电镜等指标来评价各组骨缺损修复愈合的情况，并比较各组观察指标的差异性有无统计学意义。 结果: 1.大体观察:术后2周，α-CSH/BCP周围可见纤维结缔组织粘连，少量骨痂生长;术后4周，α-CSH/BCP被周边肌肉、软组织紧密包裹，骨痂生长明显，材料面积未见明显吸收变小;术后8周，α-CSH/BCP与宿主骨边缘以骨性结构相连，边缘以新生骨组织替代为主，材料面积较前明显吸收变小;术后12周，α-CSH/BCP基本降解，被新生骨组织严密围绕，骨缺损基本修复，骨皮质塑形良好。 2.AKP活性检测:术前，3组AKP活性无明显差异(P＞0.05);术后2周，α-CSH/BCP组与α-CSH组相比无明显差异性(P＞0.05);术后4周、8周，α-CSH/BCP组AKP值明显增高，且与α-CSH、BCP组相比，差异具有统计学意义(P＜0.05);术后12周，α-CSH/BCP组与α-CSH组相比无明显差异性(P＞0.05)。 3.组织形态学观察:术后2周，α-CSH/BCP周围有较多骨原细胞聚集，少量骨痂生长;术后4周，α-CSH/BCP周围骨小梁生长旺盛，毛细血管和成纤维细胞大量增生，材料表面有中等量新生骨组织侵入，材料未见明显降解;术后8周，α-CSH/BCP较前明显降解吸收，材料表面及骨缺损区新生骨组织较前明显增多，新生的骨单位交织成网状，材料内部孔隙亦可见少中量新生骨组织长入;术后12周，α-CSH/BCP材料轮廓消失，基本骨化，与周围组织界限不清，材料内部有较多的新骨形成，新生的骨小梁规则、粗大、密集，并可见骨髓组织，髓腔处明显成骨，形成许多骨岛及管状结构。 4.X线观察:术后2周，α-CSH/BCP组、α-CSH组骨缺损区可见少量密度较低模糊的骨痂影，α-CSH/BCP组较α-CSH组骨痂量稍多;术后4周，α-CSH/BCP组较多密度较低而均匀的骨痴影，断端处可见明显骨痴生长，连续的外骨痂“桥架”于两者之间;术后8周，α-CSH/BCP组骨缺损区更多连续性骨痂影像，骨痂形状不规则，部分骨髓腔再通;术后12周，α-CSH/BCP已被新生骨组织替代，塑形良好，骨髓腔完全再通。从骨形成、骨连接和骨塑形3方面观察，随着时间增加，各组Lane-Smdhu X线评分增加，术后2周，α-CSH/BCP组与α-CSH组无显著差异(P＞0.05)。术后4周、8周、12周，α-CSH/BCP组与α-CSH组、BCP组均有显著差异(P＜0.05)。 5.桡骨力学测试:术后12周，α-CSH/BCP、α-CSH、BCP三组和正常桡骨的极限抗压强度分别为13.25±0.817、10.125±0.946、5.813±0.718和13.563±0.375MPa。术后12周，α-CSH/BCP组的极限抗压强度和正常桡骨的抗压强度相接近，两者的差异不具备统计学意义(P＞0.05)，但与α-CSH、BCP组相比差异具有明显统计学意义(P＜0.05）。 6.扫描电镜观察:术后2周，α-CSH/BCP周围可见胶原纤维围绕;术后4周，α-CSH/BCP周围可见新生骨小梁及大量钙盐结晶形成，并呈网络状分布;术后8周，α-CSH/BCP周围新生骨小梁进一步增多，新生骨组织增多、呈漩涡样分布，沿着材料表面向宿主骨生长，并开始紧密结合，材料与宿主骨之间间隙进一步缩小;术后12周:α-CSH/BCP已基本被成熟骨组织所代替，新骨结构与宿主骨界面完全融合，无明显差别。 结论: α-CSH/BCP新型复合人工骨较α-CSH、BCP人工骨材料能更好的修复骨缺损，具备良好的生物相容性、骨传导性、骨诱导性、机械力学性能和可降解性等特点，有望成为一种性能良好的骨缺损修复替代材料，具有良好广阔的应用前景，值得进一步研究。
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