膝关节骨关节炎与类风湿性关节炎骨微结构及骨水泥—骨界面生物力学

发布时间：2017-07-18 20:27

  本文关键词：膝关节骨关节炎与类风湿性关节炎骨微结构及骨水泥—骨界面生物力学

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【摘要】：目的：骨水泥型关节假体的无菌性松动常发生在骨水泥-骨界面,而此界面的力学强度主要取决于该界面区域的骨结构形态以及骨水泥与骨小梁之间的交锁程度。本研究探讨了骨关节炎(osteoarthritis. OA)与类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis. RA)这两类疾病胫骨平台处骨小梁微结构的差异以及骨水泥-骨界面生物力学强度的区别。方法：收集人工全膝关节置换术(total knee arthroplasty, TKA)中截取的OA及RA患者胫骨平台各30例。首先随机选取两类疾病骨标本各20例,用Skyscan1176小动物活体断层扫描系统(micro-computed tomography, Micro-CT)扫描标本的内、外侧胫骨平台软骨下骨小梁,获得其显微结构参数。再将胫骨平台骨标本制成骨水泥-骨模型,用INSTRON强度测试仪测出骨水泥-骨界面的剪切强度。将骨小梁微结构、界面剪切强度及其相关性进行对比分析。再把剩余的胫骨平台骨标本各10例制成骨水泥-骨模型,用Bose动态热机械分析仪加载30N至100N正弦交变疲劳载荷,频率3Hz,加载至骨水泥-骨界面断裂或循环周期达10000次,测得两类疾病骨标本的剪切疲劳载荷周期进行对比分析。结果：1.OA患者内侧胫骨平台软骨下骨小梁的骨体积分数(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁数目(Tb.N)大于RA患者内侧胫骨平台软骨下骨小梁,骨表面积体积比(BS/BV)、骨小梁间隔(Tb.Sp)、结构模型指数(SMI)、各项异性的程度(DA)则小于RA患者内侧胫骨平台软骨下骨小梁；而对于外侧胫骨平台软骨下骨小梁相比,OA患者的Tb.Th、Tb.N大于RA患者,BS/BV、Tb.Sp和DA则相反。OA患者内侧胫骨平台软骨下骨小梁的BV/TV、Tb.Th、Tb.N大于其外侧,BS/BV、Tb.Sp、SMI小于其外侧。而RA患者内侧胫骨平台软骨下骨小梁的BV/TV、Tb.Th小于其外侧。以上结果均具有统计学差异。2.OA患者胫骨平台骨小梁BV/TV (r=-0.313)、Tb.Th (r=-0.340)、Tb.Sp (r=0.345)与骨水泥-骨界面剪切力呈显著相关性,界面剪切力强度OA患者的内侧胫骨平台[(87.45±52.50)N]低于外侧胫骨平台[(177.25±71.11)N]。RA患者胫骨平台骨小梁BV/TV (r=0.343)、Tb.N (r=0.391)与剪切力呈显著相关性,界面强度RA患者的外侧胫骨平台[(62.23±46.22)N]低于内侧胫骨平台[(79.20±56.37N)]。除此之外,OA患者[(132.35±76.64)N]骨水泥-骨界面剪切强度要大于RA患者[(71.05±51.55)N]。3.相比于内侧胫骨平台,OA患者外侧胫骨平台的骨水泥-骨界面能承载更长的剪切疲劳循环周期,而RA患者的则相反。同时,OA患者界面的抗剪切疲劳循环能力大于RA患者。结论：OA与RA是两种发病机制不同的疾病,其患者胫骨平台软骨下的骨小梁显微结构存在差异,从而导致了骨水泥-骨界面生物力学强度的不同,这对人工膝关节假体的力学环境分析有一定的指导作用。
【关键词】：骨关节炎 类风湿性关节炎 骨微结构 骨水泥-骨界面 剪切力 疲劳试验 生物力学
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R687.4;R318.01
【目录】：

• 英文缩写简表6-7
• 中文摘要7-9
• 英文摘要9-11
• 第一部分 膝关节骨关节炎与类风湿性关节炎患者骨小梁的显微结构分析11-19
• 引言11
• 资料与方法11-12
• 结果12-14
• 讨论14-17
• 参考文献17-19
• 第二部分 膝关节骨关节炎与类风湿性关节炎骨显微结构及骨水泥-骨界面剪切力相关性研究19-27
• 引言19
• 资料与方法19-20
• 结果20-22
• 讨论22-25
• 参考文献25-27
• 第三部分 膝关节骨关节炎与类风湿性关节炎骨水泥-骨界面疲劳试验27-33
• 引言27
• 资料与方法27-28
• 结果28-29
• 讨论29-32
• 参考文献32-33
• 综述 骨微结构变化与骨质疏松性骨折33-45
• 参考文献41-45
• 攻读硕士学位期间论文发表情况45-46
• 致谢46-47

【参考文献】

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1 伦学刚;谈志龙;白人骁;;骨质疏松与骨性关节炎关系的研究进展[J];中国骨伤;2007年12期

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本文编号：559688