血管束移植联合3D打印多孔钛合金支架治疗早期股骨头坏死的研究

Various reasons leading the destruction of blood supply of femoral head will cause osteonecrosis of femoral head (ONFH). Although currently a number of hip conservative operation treatments for early stage ONFH are available, the effectiveness is still controversial. Based on the tantalum rod implantation and vascularized fibular graft, a 3D printed porous titanium scaffold is designed, which can transplanted into femoral head combined with vascular bundle as a new treatment option for avascular necrosis of the femoral head. The proposed treatment option will be expected to integrate the advantages of the above two surgical procedures and overcome the shortcomings of them. Previous studies have confirmed that ischemic environment is detrimental to bone formation and improving blood supply is beneficial for bone regeneration. Transplantation of vascular bundles can not only provide additional source of blood supply for the ischemic femoral head, but also promote the rapid establishment of local microcirculation system, enhancing the ability of bone regeneration. This research may provide some new ideas and possibilities for the hip conservative treatment of early stage ONFH.

各种原因引起的股骨头内血供破坏是导致股骨头坏死的主要病因，目前虽然保髋手术的方式多样，但是其有效性均仍有争议。该项目在钽棒植入及带血管蒂腓骨移植的基础上，设计了一种可联合血管束移植治疗股骨头坏死的3D打印多孔钛合金支架，并创造性的提出了血管束移植联合3D打印多孔钛合金支架治疗股骨头坏死这一新型的治疗方式，将有望整合上述两种术式的优点，同时克服和弥补以上两种术式的不足。诸多研究已经证实，缺血坏境不利于骨形成，而改善血液供应将有助于增强局部的骨再生修复能力。血管束的移植不仅可以为缺血的股骨头提供额外的血液供应来源，而且有望促进局部微循环系统的快速建立，重建股骨头内的血供，以改善股骨头内缺血缺氧的状态，从而增强股骨头内骨组织再生修复的能力，为早期股骨头坏死的保髋治疗提供了一些新的思路和可能。

创伤、激素应用、酗酒等各种原因引起的股骨头内血供破坏将导致股骨头缺血性坏死。坏死区域减压、软骨下骨支撑以及血供重建是保髋手术治疗成功的三大关键因素。其中，血供重建一直被认为是组织工程领域巨大的挑战之一。传统的保髋治疗手术往往能达到减压及软骨下骨支撑的目的，但是难以实现良好的血供重建。.该项目提出了一种新型的股骨头坏死血供重建方式，通过设计一种可以携带血管束的多孔钛合金支架，将血管束移植进入缺血的股骨头内，并通过血管吻合构建新的血供系统，为早期股骨头坏死的治疗提供了新的希望。项目首先通过液氮冷冻法制备了羊股骨头坏死动物模型。在实验组中将新型的3D打印钛合金支架携带移植的血管束植入到股骨头坏死髓芯减压孔道当中，再将移植的血管束与髋关节周围现存的血供系统吻合。在对照组中，植入传统的不携带血管束的多孔钛合金支架。动物实验验证了该新型治疗方式的可行性。研究通过进一步的Micro-CT检查、组织学分析评估了该治疗方式的有效性。Micro-CT检查结果表明，与对照组相比，实验组中的骨组织坏死修复区域内有明显更多的骨组织生长，组织学分析同样发现实验组支架内有更多的骨组织长入。植入的血管束具有在股骨头坏死修复区域内发出更多血管分支以促进局部血供重建的潜能。.该项目提出了一种治疗早期股骨头缺血性坏死的新方法，对其可行性及初步的有效性进行了验证，将有望为解决股骨头缺血性坏死的临床难题提供新的治疗思路。