叩击式骨应力刺激仪促进山羊胫骨骨干骨折愈合的实验研究

【摘要】： 背景: 骨折愈合受局部力学环境的调控,骨折端适当的轴向应力刺激能明显促进骨折愈合。本课题组根据上述原理研制出叩击式骨应力刺激仪,并已获得国家发明专利。 目的: 观察叩击式骨应力刺激仪对山羊胫骨骨干骨折愈合的促进作用,为其临床应用提供动物实验基础。 方法: 取同一品种清洁级健康成熟山羊20只,年龄2岁左右,体重30-35 kg。所有样本均行左侧胫骨干中部横行截骨外固定架固定术,并行术肢跟腱切断术。术后随机分成两组:实验组:用叩击式骨应力刺激仪进行叩击刺激;对照组:不作叩击刺激处理。术后1周开始行叩击式骨应力刺激仪治疗,应力参数均为:纵向叩击力200N,频率1Hz,20分钟/次,2次/日,间隔时间为8小时,持续9周。术后第1日、第4、6及9周拍摄X线片,术后第9周处死所有动物,行生物力学检测、大体观察及组织学观察以获得各项观察指标,观察指标包括:X线片上的骨痂灰度、骨痂的轴向抗压、抗弯曲和抗扭转特性以及骨痂的成熟情况。 结果: 所有动物手术切口均愈合,未见感染。 X线片:第4周提示:实验组截骨间隙稍模糊,可见较多外骨痂;对照组截骨间隙清晰,外骨痂较少;两组骨折线均仍存在。第6周提示:实验组骨折端有致密骨痂生长,骨折线模糊,截骨间隙接近消失;对照组骨折端骨痂较对照组少,也有致密骨痂生长,骨折线模糊,截骨间隙尚明显。第9周提示:实验组骨折端骨痂更致密,数量更多,骨折线近消失,部分髓腔再通;对照组骨折端骨痂较致密,骨折线模糊。第4周时实验组有2只动物,对照组有1只动物出现骨折移位;第6周实验组及对照组各有1只动物出现骨针拔出。 大体观察:实验组骨痂质地坚硬,数量较多,内外骨痂基本连接,髓腔已明显再通;对照组骨痂质地尚柔软,数量较少,内外骨痂部分连接,髓腔尚未完全再通。 组织学:9周时实验组显示了更多的胶原及骨痂形成,骨小梁更厚,板层骨排列更加规则。 生物力学测试:9周时实验组骨痂的抗压、抗弯及抗扭转特性均明显优于对照组(P0.05)。 结论:叩击式骨应力刺激仪能明显促进山羊胫骨骨干骨折愈合,为下一步临床推广应用提供依据。