骨外科学专业优秀论文骨外科学专业优秀论文 髋臼软骨冲击伤的实验研究髋臼软骨冲击伤的实验研究关键词：髋臼关键词：髋臼 软骨冲击伤软骨冲击伤 磁共振成像磁共振成像 病理机制病理机制 细胞凋亡细胞凋亡 透明质酸钠透明质酸钠 动物动物 模型模型摘要：第一部分:髋臼软骨冲击伤实验动物模型的建立与冲击能的量化研究 目的:初步探讨髋臼软骨冲击伤动物模型的建立和冲击能的量化研究。方法:新 西兰大白兔 30 只，平均年龄 6 个月，体重 2505kg，模拟人髋臼软骨冲 击伤机制，采用自制冲击装置，用质量为 0400kg 的重锤，沿导向杆从高 35cm 和 15cm 处分别下滑垂直冲击兔右侧髋臼软骨，建立兔髋臼软骨冲击伤模 型，随机分为高能组和低能组，另一组为对照组，每组 10 只。高能组和低能组 的区分以软骨所受冲击能 25Mpa 为标准，并分别给予冲击能量化观察和统计学 分析。在伤后 6 小时分别取材和收集标本，分别给予大体观察和组织学观察 （HE 染色和番红“O”染色） 。结果:高能组和低能组软骨所受总冲力平均值分 别为 203910N 和 105919N，分别和预实验 30 只兔在相同条件下得到的总冲 击能平均值 203937N 和 105849N 相比，经统计学分析，均显示无统计学意 义（Pgt;005） ；平均总压强值分别为 28862Mpa 和 14992Mpa，分别 和预实验中得到的冲击能平均总压强值 28866Mpa 和 14982Mpa 相比，经统 计学分析，均显示无统计学意义（Pgt;005） 。通过大体和组织学观察， 发现高能组软骨裂隙增大，软骨表面粗糙，损失程度重于低能组和对照组；在 高能组细胞变扁、变宽，相对于低能组和对照组，细胞死亡增多。高能组和低 能组番红“O”染色均轻度减弱，但高能组染色相对交淡；对照组染色正常。结 论:通过自制冲击器冲击兔右侧髋臼软骨，模拟冲击伤机制，初步建立髋臼软骨 冲击伤实验动物模型并量化冲击能，通过统计学分析，大体和组织病理学检查， 并与国外动物模型相比，本模型重复性和稳定性好，术式操作简单，创伤小， 护理方便，易于推广，为研究活体动物髋臼软骨冲击后的短期和长期变化提供 实验基础和依据。 第二部分:髋臼软骨冲击致伤后的 MRI 影像学研究 目的:初 步探讨 MRI 对显示和诊断关节软骨冲击伤的最佳序列。方法:新西兰大白兔 20 只，平均年龄 6 个月，体重 2505kg，模拟人髋臼软骨冲击伤机制，采用 自制冲击装置，用质量为 0400kg 的重锤，沿导向杆从高 35cm 处下滑垂直冲 击兔右侧髋臼软骨，给予冲击能量化观察并行统计学分析。在伤前和伤后 6 小 时，对兔髋臼软骨冲击伤模型行 MRI 不同序列扫描，请三位资深放射科医师利 用上述序列对髋臼软骨进行双盲读片，观察并评价各 MRI 序列对软骨成像情况。 并以 Collins 病理诊断为标准，评价及不同序列对诊断软骨损伤的敏感度和特 异度。对各种扫描序列的 SNR 和 CNR 结果使用描述统计评价。结果:髋臼软骨所 受总冲力平均值为 203944N，和预实验 30 只兔在相同条件下得到的总冲击能 平均值 203937N 相比，经统计学分析，显示无统计学意义（Pgt;005） ； 平均总压强值为 28867Mpa，和预实验中得到的冲击能平均总压强值 28866Mpa 相比，经统计学分析，显示无统计学意义（Pgt;005） 。在 MRI 各序列中，软骨呈弧状带表现。T1WI 和 STIR/T/FSE/PSAT 序列上软骨为低 信号，T1C/FSE/C+造影序列上软骨为中等或低信号，但造影剂为高信号，软 骨与造影剂对比明显；T2WI 上软骨为中高信号，T2*/C/RFFASTN OL 和 T2*/T/FE/MTC/MAST 上软骨为灰白信号；T2*/C/RFFAST/VOL 和 T2*/T/FE/MTC/MAST 信噪比最好，显示关节软骨图像最清晰。结论:通过对兔髋臼软骨行 FSE T1WI、T2WI、T2*/C/RF FAST/VOL、T2*/T/FE/MTC/MAST、STIR/T/FSE/PSAT 和 T1/C/FSE/C+等扫描序列 的 SNR、CNR、敏感度和特异度对比研究发现，FSE T1WI、T2WI 可作为诊断髋臼 软骨的常规序列。T2*/C/RFFAST/VOL 和 T2*/T/FE/MTC/MAST 是诊断髋臼软骨 损伤的最佳扫描序列。T1C/FSE/C+造影序列对关节软骨表面检查，尤其在诊 断软骨表面缺损方面具有特殊性和潜在的临床价值。 第三部分:髋臼软骨冲 击致伤后的大体、组织病理学和细胞凋亡的研究 目的:初步探讨不同能量的 髋臼软骨冲击致伤后短期和长期的变化，软骨损伤的病理机制，以及软骨细胞 凋亡和软骨退变的关系。方法:新西兰大白兔 54 只，平均年龄 6 个月，体重 2505kg，模拟人髋臼软骨冲击伤机制，采用自制冲击装置，用质量为 0400kg 的重锤，分别沿导向杆从高 35cm 和 15cm 处下滑垂直冲击兔右侧髋臼 软骨，建立兔髋臼软骨冲击伤模型，随机分为高能组和低能组，另一组为对照 组，每组 18 只。高能组和低能组分别给予冲击能量化观察，并行统计学分析。 在伤后 6 小时、4 周和 24 周分别取材和收集标本，行大体、HE、番红“O”和 甲苯胺蓝染色、透射、扫描电镜以及 TUNEL 标记法观察。将常规 HE 和番红 “O”染色软骨病理切片采用双盲法阅片，按照 Mankin 评分法对软骨冲击伤的 严重度给予组织评分。并采用双盲法观察软骨细胞凋亡率。结果:髋臼软骨所受 总冲力平均值分别为 203924N 和 105853N，分别和预实验 30 只兔在相同条 件下得到的总冲击能平均值 203937N 和 105849N 相比，经统计学分析，均 显示无统计学意义（Pgt;005） ；平均总压强值分别为 28864Mpa 和 14983Mpa，分别和预实验中得到的冲击能平均总压强值 28866Mpa 和 14982Mpa 相比，经统计学分析，均显示无统计学意义（Pgt;005） 。 通过大体和组织学观察，发现随时间延长，高能组软骨裂隙增大，软骨表面粗 糙，损失程度重于低能组和对照组；在高能组细胞变扁、变宽，相对于低能组 和对照组，细胞死亡增多。结论:根据实验研究观察，我们认为高能组在软骨损 伤中的可能机制是通过对基质的破坏和引起胶原纤维网架断裂从而导致软骨的 损伤和退变。而低能组是通过软骨细胞为始动因素，发生不同的改变，从而引 起软骨的修复或损伤。软骨冲击能的大小与软骨细胞凋亡程度密切相关，而细 胞凋亡程度和软骨损伤程度也密切相关。软骨细胞凋亡可能是软骨细胞早期损 伤的反应之一。软骨细胞过度凋亡可能会引起软骨退变。 第四部分:髓臼软 骨冲击致伤后的 MRI 影像学和组织病理学的比较研究 目的:初步探讨髋臼软 骨冲击致伤后 MRI 信号改变的组织病理学基础，MRI 与病理之间的关系，以及 MRI 早期诊断软骨损伤的可行性。方法:新西兰大白兔 30 只，平均年龄 6 个月， 体重 2505kg，模拟人髋臼软骨冲击伤的机制，采用自制冲击装置，用质 量为 0400kg 的重锤，沿导向杆从高 30cm 处下滑垂直冲击兔右侧髋臼软骨， 给予冲击能量化观察并行统计学分析。通过对兔髋臼软骨模型分别在伤后 6 小 时、4 周和 24 周 MRI 扫描后，立即分别给予收集标本行大体观察和组织病理学 检查。请三位资深放射科医师双盲读片，评价 MRI 对软骨显示情况，并给予诊 断结果与病理对照研究分析。MRI 分级采用 Recht 标准，组织病理学分级根据 Collins 标准。结论: MRI 检查关节软骨病变的结果和病理结果呈高度正相关， 软骨损伤程度越重，MRI 分级和病理分级一致性越高，反之越低。在早期软骨 损伤中，当病理变化不足以引起信号改变时，MRI 诊断软骨损伤的敏感性和准 确性与组织病理学相比还有待于进一步提高。当软骨基质、蛋白多糖和含水量 的改变足以引起信号改变时，MRI 诊断软骨损伤的敏感性和正确性与组织病理学一致。通过 MRI 检查，诊断早期软骨损伤具有可行性。 第五部分:关节腔 内注射透明质酸钠对髋臼软骨高能冲击伤的影响 目的:初步探讨关节腔内注 射 SH 对髋臼软骨冲击致伤后的影响，为临床应用提供实验依据。方法:新西兰 大白兔 24 只，平均年龄 6 个月，体重 2505kg，模拟人髋臼软骨冲击伤 机制，采用自制冲击装置，用质量为 0400kg 的重锤，沿导向杆从高 45cm 处 下滑垂直冲击兔右侧髋臼软骨，建立兔髋臼软骨冲击伤模型，随机分为模型组 和对照组，每组 12 只。模型组给予右侧髋关节腔注射 SH，对照组给予生理盐 水注射。在伤后 4 天和 4 周分别取材和收集标本，行大体、HE、番红“O”和甲 苯胺蓝染色、透射、扫描电镜以及 TUNEL 标记法观察，并行冲击能量化观察和 统计学分析。番红“O”染色切片，在图像分析仪内做图像分析，测得目标灰度 值。TUNEL 末端标记法中，采用双盲法观察软骨细胞凋亡率。目标灰度值和软 骨细胞凋亡率均给予统计学分析。结论: SH 可以减少软骨细胞凋亡。SH 在软骨 冲击致伤后有修复作用，能够延缓软骨的损伤，但是在高能损伤中，由于软骨 损伤程度严重，却无法阻止软骨的退变，从而达到根治目的。损伤能量的大小， 对 SH 治疗髋臼软骨冲击伤的疗效有一定影响。临床上在髋臼软骨受到冲击致伤 后，无论是否合并有髋臼骨折，在严格的无菌操作条件下，均应立即给予髋关 节注射 SH，并持续 4 周，每周 1 次髋关节注射，虽然可能无法治愈软骨损伤， 但对损伤后的软骨有保护和修复作用，延缓软骨退变继发骨性关节炎的过程。正文内容正文内容第一部分:髋臼软骨冲击伤实验动物模型的建立与冲击能的量化研究 目 的:初步探讨髋臼软骨冲击伤动物模型的建立和冲击能的量化研究。方法:新西 兰大白兔 30 只，平均年龄 6 个月，体重 2505kg，模拟人髋臼软骨冲击 伤机制，采用自制冲击装置，用质量为 0400kg 的重锤，沿导向杆从高 35cm 和 15cm 处分别下滑垂直冲击兔右侧髋臼软骨，建立兔髋臼软骨冲击伤模型，随 机分为高能组和低能组，另一组为对照组，每组 10 只。高能组和低能组的区分 以软骨所受冲击能 25Mpa 为标准，并分别给予冲击能量化观察和统计学分析。 在伤后 6 小时分别取材和收集标本，分别给予大体观察和组织学观察（HE 染色 和番红“O”染色） 。结果:高能组和低能组软骨所受总冲力平均值分别为 203910N 和 105919N，分别和预实验 30 只兔在相同条件下得到的总冲击能 平均值 203937N 和 105849N 相比，经统计学分析，均显示无统计学意义 （Pgt;005） ；平均总压强值分别为 28862Mpa 和 14992Mpa，分别和 预实验中得到的冲击能平均总压强值 28866Mpa 和 14982Mpa 相比，经统计 学分析，均显示无统计学意义（Pgt;005） 。通过大体和组织学观察，发 现高能组软骨裂隙增大，软骨表面粗糙，损失程度重于低能组和对照组；在高 能组细胞变扁、变宽，相对于低能组和对照组，细胞死亡增多。高能组和低能 组番红“O”染色均轻度减弱，但高能组染色相对交淡；对照组染色正常。结论:通 过自制冲击器冲击兔右侧髋臼软骨，模拟冲击伤机制，初步建立髋臼软骨冲击 伤实验动物模型并量化冲击能，通过统计学分析，大体和组织病理学检查，并 与国外动物模型相比，本模型重复性和稳定性好，术式操作简单，创伤小，护 理方便，易于推广，为研究活体动物髋臼软骨冲击后的短期和长期变化提供实 验基础和依据。 第二部分:髋臼软骨冲击致伤后的 MRI 影像学研究 目的: 初步探