应力对于表面微降解骨再生膜管骨整合的作用

大段骨缺损的修复重建一直是骨科的治疗难题和研究热点。申请者综合现有方法优点，设计一种表面微降解复合材料制备的组合式引导性骨再生膜管。其初始稳定性良好，与缺损骨端良好整合。既能在早期恢复缺损骨段的力学性能，又能保护膜管下新生骨的形成；中晚期与膜管下新生骨整合，保护其改塑和重建顺利完成。为此本项目将建立山羊动物模型，通过CT扫描获得图像数据，采用基于体素的有限元建模方法，然后分析膜管及周围骨组织在不同生理载荷（关节活动或肌肉功能锻炼）下的应力、应变分布规律；结合有限元计算结果与体外和动物实验结果，研究应力/应变对膜管骨整合发生、发展的影响。通过上述研究，可以初步明确应力对于膜管骨整合的作用规律，建立膜管骨整合的三维有限元评估模型和体外生物力学评估方法，反过来完善组合式表面微降解膜管的几何外形和结构设计，并且希望将上述模型和方法用于预测、评估或指导该种膜管临床治疗管状骨长节段骨缺损。

目的：本实验旨在采用纳米羟基磷灰石/多元氨基酸共聚物（n-HA / MACP）研制一种引导性骨再生膜管，体外测试其力学性能，并用其修复山羊股骨大段骨缺损，评估应力作用下膜管与周围骨骨整合及修复骨缺损的效果，为其临床应用提供实验基础。.方法：1、测试n-HA / MACP材料和用其制作的表面微降解引导性骨再生膜管的材料力学性能；观察持续轴向压力载荷对直形膜管体外降解、吸收和力学强度变化的影响；测试组合式膜管桥接山羊股骨中段骨缺损的稳定性。2、建立n-HA/MACP引导性骨再生膜管修复山羊股骨骨缺损的体外模型，进行生物力学三维有限元分析。3、在体修复山羊股骨大段骨缺损，评估应力作用下膜管与周围骨骨整合及修复骨缺损的效果。.结果：1、n-HA / MACP材料和用其制作的膜管具有与山羊皮质骨相当的材料力学强度；组合式膜管桥接山羊股骨骨缺损模型具有良好的初始稳定性。2、n-HA / MACP膜管以表面降解为主，具有较好的膜下空间维持能力，能为大段骨缺损提供长期而稳定的生物力学支撑；应力作用下膜管能与周围骨良好整合，促进骨缺损的修复。.结论：n-HA / MACP膜管具有与同种异体骨管相类似的良好的大段骨缺损修复能力，有较好的临床应用前景。