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動(dòng)物體內(nèi)埋植實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)材料

鎳欽記憶合金由上海鋼鐵研究所供給，鎳欽比例為49，51.對(duì)照材料為316L不銹婀和碳纖維增強(qiáng)碳(含碳量>92腸)，分別由上海鋼鐵五廠和上海碳素廠供給。

二、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

雌性大鼠，皮下埋植組體玉260士40克;，腎內(nèi)理植組體重350士50克。每組各30只.

三、實(shí)驗(yàn)方法

皮下埋植材料組的試樣為直徑4毫米，厚l毫米的光滑圓片。骨內(nèi)埋植材料組為直徑2毫米光滑圓珠。實(shí)驗(yàn)前將鎳欽合金試樣經(jīng)800‘Cl小時(shí)空冷及5000C30分鐘空冷兩次熱處理，并酸洗氧化層。316L不銹鋼試樣經(jīng)losoOC20分鐘水冷，消除應(yīng)力〔11〕。再經(jīng)酸洗去除氧化層。碳纖維增強(qiáng)碳(CFRC)則經(jīng)濃硝酸去除雜質(zhì).試樣均常規(guī)高壓消毒.1.埋植部位:皮下:在大鼠背部，自脊中線至外側(cè)0.5厘米，沿骼上緣向前1.5厘米作后側(cè)埋植切口(長(zhǎng)1.5厘米).后側(cè)切口向前，間隔3厘米處作前側(cè)埋植切口。

在切口外側(cè)1厘米皮下埋植試樣。右后側(cè)(鎳欽合金)，右前側(cè)(CFRC)，左后側(cè)(316L)，左前側(cè)(空白手術(shù))。空白對(duì)照為單純手術(shù)，即同樣迸行皮下鈍剝離，了比不放任何物件。骨內(nèi):分別在股骨外側(cè)上/4和2/4交界處，及脛骨內(nèi)側(cè)上1/4和2/4交界處骨內(nèi)(至骨髓)埋入試樣。29右股骨(鎳欽合金)，左股骨(316L)，右脛骨(CFRC)，左脛骨(空白手術(shù))。空白對(duì)照處同樣形成骨窗。2.手術(shù)方法:全身麻醉〔12〕，常規(guī)方法手術(shù).骨內(nèi)組，以4000轉(zhuǎn)/分直徑2毫米的圓鉆，于無(wú)菌生理鹽水滴注下，在長(zhǎng)骨干部形成直徑2毫米的球形骨窗。

四、實(shí)驗(yàn)觀察

觀察時(shí)間為術(shù)后3天，1、2周，1、2、3、4、5和10個(gè)月共9組.每次每組3只大鼠。觀察方法為肉眼、X線(’胃內(nèi)埋植材料組)、組織病理學(xué)以及掃描電鏡檢查。觀察埋植部位局部有無(wú)變色、壞死、膿神、矮孔形成、組織增生、腫瘤、炎癥、骨新生和吸收、肉芽形成和纖維化，以及埋植體有無(wú)移動(dòng)、排出、腐蝕變色等.1.組織病理學(xué)檢查:皮下組:完整取出埋植體周圍組織，固定、包埋、切片，H.E染色及MasS0n結(jié)締組織特殊染色后觀察。骨內(nèi)組:股骨和脛骨分別連同埋植體周圍軟組織，固定、脫鈣后摘出埋植體，其他步驟同皮下組。2.X線檢查:處死功物，用KE一200型X線診斷機(jī)對(duì)大鼠后肢作X線攝片。46kV，50mA，曝光0.1秒。3.掃描電鏡觀察:用肉眼及SEM觀察埋植體的色澤、光潔度變化和與周圍組織的關(guān)系。

五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1.肉眼觀察:三種材料的買驗(yàn)組和對(duì)照組，在各觀察期均未見(jiàn)局部組織變色、壞死、膿腫、凄旨和腫瘤發(fā)生。埋值體周圍組織在術(shù)后l周時(shí)已無(wú)明顯充血。三種材料對(duì)組織的反應(yīng)程度以鎳欽合金最輕，CFRC最重。2周時(shí)埋植體周圍均有纖維組織包繞;骨內(nèi)組埋植體已與骨樣組織粘一合.在整個(gè)規(guī)察過(guò)程中，埋植體均末見(jiàn)排斥、變色、腐蝕和破壞現(xiàn)象.空白對(duì)照區(qū)的修復(fù)過(guò)程約為1個(gè)月.

2。組織病理學(xué)觀察:皮下組:三種材料埋植，觀察期3天時(shí)，炎癥反應(yīng)均明顯，大量滲出纖維素;大量嗜中性白細(xì)胞;淋巴、單核及漿細(xì)胞中等量;充血及水腫明顯;鄰近肌纖維萎縮變性.1周時(shí)，炎癥反應(yīng)為急性;未見(jiàn)纖維素滲出;少量嗜中性白細(xì)胞;淋巴，單核及漿細(xì)胞仍均屬中等，2周時(shí)轉(zhuǎn)為少量，2個(gè)月時(shí)僅極少量.5個(gè)月時(shí)只在埋植CFRC組有少許淋巴、單核和漿細(xì)泡.1周時(shí)，三種材料引起的充血和水腫均為中等，2周時(shí)為輕度，1個(gè)月時(shí)，鎳欽合金組和316L組已無(wú)充血。鄰近肌纖維到l個(gè)月時(shí)仍見(jiàn)萎縮.在1周和2周時(shí)，在CFRC組觀察到較多的多核巨細(xì)胞.修復(fù)過(guò)程見(jiàn)表l。

骨內(nèi)組，觀察期3天時(shí)，埋植三種材料均有血腫形成;充血明顯;局部骨質(zhì)有死骨殘余;有急性炎癥反應(yīng);大量嗜中性細(xì)胞;少量多核巨細(xì)胞.觀察l周時(shí)，三組均仍有血腫;鎳欽合金組輕度充血，316L組有中等程度充血;鎳欽合金組仍見(jiàn)死骨殘余，316L組未見(jiàn)死骨;少量嗜中性細(xì)胞;多量淋巴和單核細(xì)胞;316L組只有少量多核巨細(xì)胞，CFRC組較多。2周時(shí)鎳欽合金組未見(jiàn)死骨，而316L組仍有少許死骨;淋巴和單核細(xì)胞在鎳欽合金組為少量，316L組偶見(jiàn)，CFRC組中等.炎癥反應(yīng)，觀察期1個(gè)月時(shí)，鎳欽合金組已變輕微.2個(gè)月后未見(jiàn)鎳飲合金組有炎癥反應(yīng)，CFRC組4個(gè)月時(shí)尚見(jiàn)輕度炎癥反應(yīng).修復(fù)過(guò)程。

3.X線觀察:埋植鎳欽合金，術(shù)后3天可見(jiàn)埋植體周圍與骨質(zhì)之間有狹小間隙，l周時(shí)模糊，2周后消失，反應(yīng)性新生骨出現(xiàn)，1個(gè)月時(shí)骨愈合完成。埋植體表面無(wú)吸收跡象。整個(gè)過(guò)程未見(jiàn)明顯炎癥陰影.316L組情況與鎳欽合金相似。而CFRC組在2個(gè)月時(shí)骨才愈Z‘口.

4.掃描電鏡觀察:埋植鎳欽合金10個(gè)月后，埋植體和埋植前表面同樣光潔.未經(jīng)埋植的316L試樣表面光滑，在埋植10個(gè)月后，表面有點(diǎn)狀腐蝕區(qū)。未經(jīng)埋植的CFRC表面結(jié)構(gòu)呈山峰狀凹凸不平，埋植4個(gè)月后，表面已有大量組織覆蓋。

討論

實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組在腐蝕后是否變色的情況相似.在單介質(zhì)和人工汗中均無(wú)變色現(xiàn)象，而在模擬口腔介質(zhì)的人工唾液及模擬體液的Hank尹s液中均有些變化，但是在動(dòng)物體內(nèi)埋植10個(gè)月以后的試樣卻未見(jiàn)變色.組織學(xué)觀察說(shuō)明，埋植體對(duì)局部組織產(chǎn)生的反應(yīng)，早期(3一7天)為急性炎癥反應(yīng)，以滲出為主，以及局部變性和骨質(zhì)破壞、死骨形成。隨著時(shí)間的推移(7一14天)，增生反應(yīng)逐步取代了滲出性改變;炎性肉芽組織形成及骨膜細(xì)胞增生;血肺機(jī)化。14天~2個(gè)月，肉芽組織逐漸成為纖維組織，環(huán)形包圍埋植體，外有軟骨性骨癡及新生骨小梁形成骨性外殼。

鎳欽合金、316L和CFRC都具上述同樣組織學(xué)反應(yīng)。其中CFRC的組織反應(yīng)較重，而鎳欽合金與316L之間未見(jiàn)明顯差別。埋植4、5、1。個(gè)月后的局部組織;其基本反應(yīng)為修復(fù)過(guò)程與包裹埋植體過(guò)程的繼續(xù).新生的纖維組織分別來(lái)自局部間充質(zhì)細(xì)胞與骨內(nèi)膜細(xì)胞。它們于埋植后4個(gè)月起，不再繼續(xù)增生而漸趨jjz熱.纖維組織疤夜化。新生骨多為膜內(nèi)成骨，有骨髓腔形成.骨小梁方向逐漸成層.其中以埋植鎳欽合金的組織修復(fù)過(guò)程完成最早。X線觀察的結(jié)果與組織病理學(xué)檢查相吻合。

掃描電鏡觀察進(jìn)一步說(shuō)明了對(duì)316L不銹鋼在機(jī)體內(nèi)與高濃度的氯離子體液接觸中，產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，從而發(fā)生腐蝕.同樣條件的鎳欽記憶合金則比較穩(wěn)定.綜上所述，可見(jiàn)鎳欽合金、316L和CFRC三種材料作為異物進(jìn)入機(jī)體內(nèi)，在開(kāi)始時(shí)均引起了程度不等的一系列反應(yīng)，其中包括少量非特異性的異物巨細(xì)胞(多核巨細(xì)胞)，存在于手術(shù)時(shí)帶入的毛、炭末、死骨及縫線附近。

由于金屬離子或其氧化副產(chǎn)物的緩慢釋放，對(duì)周圍組織雖然產(chǎn)生刺激作用，但機(jī)體還能接受，埋植體通過(guò)結(jié)締組織包囊而與周圍組織隔離被留置下來(lái)、機(jī)體和埋植材料處于共存狀態(tài)〔i卜16〕。因此可以認(rèn)為，本實(shí)驗(yàn)的上述三種材料的生物相容性是良好的。其中實(shí)驗(yàn)組鎳欽合金產(chǎn)生的炎癥反應(yīng)輕，對(duì)局部組織損害小，組織修復(fù)過(guò)程時(shí)間短，與對(duì)照組316L及CFRC相比更好。對(duì)照組316L在掃描電鏡下觀察到的腐蝕現(xiàn)象，如在體內(nèi)長(zhǎng)期應(yīng)用，可能會(huì)產(chǎn)生細(xì)胞毒素。

由于材料的腐蝕，不僅有來(lái)自316L本身成分移入周圍組織的直接化學(xué)反應(yīng)，也有由于其生物退變所產(chǎn)生的物質(zhì)所導(dǎo)致的間接化學(xué)反應(yīng)。一方面程度不同地繼續(xù)刺激周圍組織，成為一種不穩(wěn)定的因素.另一方面，主要的是由于這種腐蝕導(dǎo)致材料破壞。相比之下，實(shí)驗(yàn)組鎳欽合金在動(dòng)物機(jī)體內(nèi)穩(wěn)定，在體液中未見(jiàn)明顯的物理及化學(xué)變化，未見(jiàn)生物退變現(xiàn)象.在10個(gè)月觀察期內(nèi)，所有被觀察的大鼠在埋植體局部都未見(jiàn)肺瘤增生。因大鼠平均壽命較短，鎳欽記憶合金是否會(huì)致癌問(wèn)題，有待進(jìn)一步研究。