本文選題：軟骨損傷　切入點(diǎn)：同種異體骨軟骨移植　出處：《吉林大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：同種異體骨軟骨(osteochondral allograft,OCA)移植適用于治療大面積軟骨損傷,其主要步驟包括供體關(guān)節(jié)的獲取、保存、受體區(qū)準(zhǔn)備、移植物鉆取、準(zhǔn)備和植入,應(yīng)用8~35mm直徑的圓柱形骨軟骨(osteochondral cylinder,OCC)或貝殼形(shell)骨軟骨片治療對(duì)應(yīng)尺寸的軟骨損傷。同種異體骨軟骨植入前常以脈沖方式清洗軟骨下骨以清除殘留供體骨髓組織減輕術(shù)后免疫反應(yīng)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中,降低OCA術(shù)后免疫反應(yīng)水平可以促進(jìn)骨融合并延緩關(guān)節(jié)退行性變已被證實(shí)。OCA術(shù)后,軟骨下骨通過(guò)爬行替代或一期愈合的方式,從供、受體骨性組織邊緣及底部交界面開始,與宿主骨組織逐漸融合。清除軟骨下骨內(nèi)殘留組織可能有利于減少術(shù)后骨愈合和重塑時(shí)間,有利于術(shù)后早期康復(fù)。然而,OCA術(shù)中軟骨下骨內(nèi)骨髓清除的效果及其影響因素并不明確。同種異體骨移植中,骨髓組織清除效果的分析通�；诙糠治銮逑辞昂蠊撬枨粌�(nèi)脂肪組織含量的變化,而其他骨髓內(nèi)容物如造血組織等的清除效果分析、評(píng)價(jià)方法并不完善。應(yīng)用計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography,CT)技術(shù)測(cè)量骨水泥在髓腔清洗后的松質(zhì)骨表面穿透深度可間接分析和比較骨髓清除結(jié)果。顯微CT(micro-computed tomography,μCT)技術(shù)及造影劑的應(yīng)用,可以在三維空間(3 dimensions,3D)區(qū)分、定位骨、脂肪、液體等不同密度組織。結(jié)合傳統(tǒng)骨及骨髓成分組織學(xué)2D分析技術(shù),顯微CT可能能夠應(yīng)用于OCA軟骨下骨內(nèi)骨髓組織清除效果的分析評(píng)價(jià)。目的本研究目的是建立以顯微CT為主的軟骨下骨內(nèi)顯微空間結(jié)構(gòu)定性、定量分析技術(shù),對(duì)(1)不同清洗時(shí)長(zhǎng);(2)不同清洗流速;(3)術(shù)前不同保存方式,以及(4)軟骨下骨顯微結(jié)構(gòu)對(duì)臨床常見OCA骨髓組織清除效果的影響進(jìn)行對(duì)比分析研究。方法實(shí)驗(yàn)一:38枚圓柱形骨軟骨樣本(-80℃/保存1~3年,30枚;4℃/保存3天,8枚,直徑8mm,軟骨下骨厚6mm)采集于34例膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis,OA)患者(男17例,女17例,平均年齡68±10歲)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(total knee replacement,TKR)中切取的股骨髁片。20枚相同大小樣本采集于6例股骨髁OCA供體關(guān)節(jié)(均為男性,平均年齡30±7歲)。樣品置于自制限制性脈沖清洗系統(tǒng)以正�；蚋吡魉偾逑�0~120秒(冷凍(-80℃)TKR組)或15和120秒(新鮮(4°C)TKR或OCA供體關(guān)節(jié)組)。冷凍TKR清洗0秒組為陰性對(duì)照組,3%過(guò)氧化氫、70%乙醇超聲清洗冷凍TKR組(n=2)作為陽(yáng)性對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)二:16枚大直徑圓柱形骨軟骨片樣本(-80℃/保存1~3年,8枚;4℃/保存3天,8枚,直徑20mm,軟骨下骨中央厚3~5mm)采集于16例OA患者(男6例,女10例,平均年齡64±12歲)TKR股骨髁片。4枚相同大小樣本采集于4例股骨髁OCA供體關(guān)節(jié)組織(全為男性,平均年齡30±7歲)。樣本以臨床常用方式以正�；蚋吡魉偾逑�45秒后,再次清洗總計(jì)120秒。軟骨下骨內(nèi)髓腔空間的定性定量分析:樣本脈沖清洗前后采用造影劑20%海塞顯(Hexabrix)顯微CT掃描,而后三維配準(zhǔn)各次掃描圖像以建立軟骨下骨內(nèi)相同位置、體積感興趣區(qū)(volume of interest,VOI)。VOI內(nèi)骨髓、骨組織灰度值分布曲線以高斯擬合(Gaussian Fitting)函數(shù)和最小二乘法(Least Square)計(jì)算骨髓體積(marrow volume,Ma.V)和骨體積(bone volume,BV)。以O(shè)tsu算法以自適應(yīng)閾值分離骨組織圖像后,計(jì)算骨體積百分比(bone volume fraction,BV/TV),和平均骨小梁間隙寬度(trabacular separation,Tb.Sp)。在分離移除骨組織圖像后,以高斯函數(shù)擬合游離Hexabrix溶液灰度值分布曲線的方式計(jì)算脈沖清洗前后軟骨下骨內(nèi)空白骨髓空間百分比(empty marrow volume fraction,EMa.V/Ma.V)。實(shí)驗(yàn)一中,顯微CT掃描后,采用樣本大體外相和組織冰凍切片油紅O和蘇木精染色定性、定位分析清洗前后軟骨下骨內(nèi)殘余骨髓組織。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析:采用單因素或雙因素方差分析、協(xié)方差分析,及事后Tukey檢驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。p0.05認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果:實(shí)驗(yàn)一:定性分析顯示骨軟骨骨髓清除效果隨清洗時(shí)間延長(zhǎng)而增長(zhǎng)。大體外相中,隨著清洗時(shí)間的延長(zhǎng),黃色的軟骨下骨由底部開始逐漸褪色至灰白色,而配準(zhǔn)后的冰凍切片和顯微CT圖像共同定位顯示了軟骨下骨小梁間殘余骨髓組織。顯微CT圖像的定量分析亦證實(shí)了8mm直徑骨軟骨樣本EMa.V/Ma.V與清洗時(shí)長(zhǎng)的相關(guān)性(p0.001),冷凍TKR組清洗120秒后EMa.V/Ma.V可達(dá)73%。新鮮TKR組和OCA組正常流速清洗15或120秒EMa.V/Ma.V均較冷凍TKR組低(p0.05),但新鮮TKR組(15秒后達(dá)21%,120秒后達(dá)36%)和OCA組(15秒后達(dá)24%,120秒后達(dá)40%)無(wú)顯著性差異(p=0.91-0.99)。同時(shí),OCA組EMa.V/Ma.V在15或120秒均與清洗流速正相關(guān)(p0.05),并受協(xié)變量軟骨下骨Tb.Sp(p0.05)和BV/TV(p0.05)影響。盡管OCA組EMa.V/Ma.V未顯示出清洗時(shí)間依賴性(p=0.47),其骨髓清除效果仍然有隨時(shí)間延長(zhǎng)而增長(zhǎng)的趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)二:顯微CT圖像的定量分析證實(shí)了20mm直徑骨軟骨片樣本同樣存在EMa.V/Ma.V與清洗時(shí)長(zhǎng)(p0.001),冷凍保存(p0.001)和清洗流速(p0.05)相關(guān)性。然而,以O(shè)CA術(shù)中正常流速脈沖清洗120秒,新鮮骨軟骨樣本的骨髓清除率僅達(dá)55%。結(jié)論:顯微CT聯(lián)合應(yīng)用造影劑(Hexabrix)能夠定性、定量分析軟骨下骨三維空間顯微結(jié)構(gòu)和骨髓清除效果。OCA術(shù)中骨髓清除效果較低,受骨組織空間結(jié)構(gòu)影響,并隨清洗時(shí)間的延長(zhǎng)、清洗流速的提升、以及術(shù)前冷凍保存而增高。術(shù)前傳統(tǒng)臨床保存方式(4°C)對(duì)骨軟骨移植術(shù)中骨髓清除效果沒(méi)有影響,術(shù)前移植物的冰凍保存(-80°C)有助于提高術(shù)中骨髓清除率。同時(shí),膝關(guān)節(jié)置換術(shù)獲取的關(guān)節(jié)骨軟骨組織具有與OCA組織相似的軟骨下骨內(nèi)骨髓清除效果,存在潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值與前景。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：R687.3

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本文編號(hào)：1641999