1、国际生物医学研究2013卷,第11页活体山羊骨髓炎模型及抗菌涂层髓内钉评估校译:南京应天骨科医院骨科孙致远Nhiem Tran, 1,2 Phong A. Tran, 1,2 John D. Jarrell, 1, 3 Julie B. Engiles, 4 Nathan P. Thomast 1Matthew D. Young, 1 Roman A. Hayda 1, 2 and Christopher T. Bornl, 2, 31 .美国罗得岛州布朗大学阿尔珀特医学院竹科中心:2 .美国罗得岛州普罗维登斯罗得岛州医院维斯竹科创伤研究中心;3 .美国罗得岛州北金斯顿,BioIntrafac
2、e股份有限公司:4 .美国宾西法利亚州宾西法利亚大学兽医学院新博尔顿中心病理学部:通讯作者:克里斯托弗T.伯恩:Christopher bornbrown.edu;2013年4月2日收到:2013年5月17日录用;学术编辑:佛罗仑斯斯帕门版权C 2013 NhiemTran等.这是一篇遵循论文知识共享署名许 可的文章,只要原著被正确而合理的引用,可以不受限制的使用、引用或是传播.骨感染在医学领域仍然是一项艰巨的挑战.本文研究的目的是在体外评估抗菌涂料及制备一 个大型动物模型用来评估涂层植入物.这种新型涂层是由二氧化钛以及掺杂了银的硅氧烷 聚合物通过有机金属化合物的方法制造出来的.该涂层使用的成
3、分是使用快速筛选技术在体 外通过测试来确定抑制金黄色葡萄球菌生长的成分,并且这种成分并不影响成骨细胞的活性. 该涂料随后被应用于能内钉及活体山羊模型的评估.在此次初步研究中,在山羊的胫处处有 一处骨折,金黄色葡萄球菌直接被注入骨髓腔.该件折被涂层筋内钉组(实验组)或是非涂 层随内钉组(对照组)固定了 5周.这两组动物通过微生物学,机械(力学),放射学和临床 观察,组织学检验来进行比较.实验组山羊在5周后能正常使用四肢走路,而对照组山羊不 愿让有内植物的患肢负重.这些结果表明了复合涂层的抗菌能力以及抗菌涂层的(弱内钉) 植入活体山羊模型髓腔内可行性评价.1-引言使用除内钉治疗长处骨折是一种非常常
4、用的方法.然而,骨折的修复和愈合可能会因为 裸露的伤口,严重的软组织损伤和环境污染而变得更加复杂.这些情况增加了深度伤口感染 或骨髓炎的可能性以及会发展成为延迟愈合或骨折不愈合.【1-13】.虽然钛和不锈钢植入已经成为竹折内固定术(内植物材料)的标准,但是这两种材料没 有哪一种能积极地抵抗细菌感染或是防止菌苔的形成【14】.人们调查了几种为了减少细菌增长和感染而使用的表面处理方法,包括引进纳米表面工 程,界面化学的技术,以及一直(以来)将抗生素药物添加到植入物中来抑制细菌的附着、 生长及最终导致菌膜的形成.纳米表面(工程技术)完善和发展的很好并且已经被证明(并 非在日志上)有益于伤口的愈合以及
5、减少细菌的生长(15 .Antoci和其他人开发了将抗生 素药物永久性地附着于医疗器械的方式,这种方式在体外实验中对抵抗细菌有良好的结果 【16,但这引起了优选(抗生素)以及会促成耐药细菌感染产生的忧虑.自从古时候起,银就被作为抗菌材料.近年来,银以金属银,硝酸银,和磺胺喀膑银的 形式作用于烧伤治疗、牙科治疗和医用导管,以及细菌感染控制.由于近年来耐抗生素细菌 的种类不断增加,银己经作为抗生素的代替品而受到广泛的研究.根的杀菌效果大大取决于 银粒子的浓度,颗粒大小和银粒子的形态.细菌旷置于银中会导致细菌细胞膜形态的改变以 及损坏胞内蛋白比如DNA,这些会影响(细菌)细胞的新陈代谢,细胞分裂,以
6、及会导致 细胞死亡.【20】近年来,Jarrel和其他人使用钛硅氧烷混合物来控制钿的释放以合成软组织【22.在这 项研窕中,我们报道了竹形成细胞(成骨细胞)和细菌(金黄色葡萄球菌)对于掺杂了银的 混合涂层的剂量依赖性反应.当前的研究目的是制备一个大型家畜模型为了骨瞌炎的治疗和 评估抗菌涂层髓内钉.该研究使用了一只接受了胫骨截竹术的山羊作为模型,之所以研究者选 择了一只山羊模型是因为需要较大的髓腔,这根有着较大的髓腔(的胫骨)可以测试与人相 仿的尺寸的竹折固定器械,比如能内钉.2.材料和方法2.1. 体外实验2.1.1. 材料.三氧化钛和聚合物混合表面治疗液.(8诂11132,北金斯顿,罗得岛州
7、,美国) 是一项专利技术综合使用金属有机化学并且掺杂了金属-有机前体细胞以此在模型中形成氧 化银分散体.【23】.2.1.2. 预备涂层.对于氧化钛,硅氧烷和银的预制前体溶液在室温下能够保持15分钟并且在使 用前可以轻微晃动.使用一根移液管将这些预制溶液一同添加到单独的玻璃容器中来制作出 具有特定成分的混合储备溶液并且在使用前轻微晃动.预制溶液被混合成钛-硅氧烷混合物 并且最后掺杂有大量的新葵酸盐.据报道三层涂料在涂层上含有占百分比重量的银研究人员 准备了一些液体中含银量在占0到18.26%重量的液体,一种包含100%银的新葵酸盐的溶液 被用作正控制/阳性对照.表面处理被直接应用于组织-培养-
8、实验组聚苯乙烯(PS) 96-孔微 板块的末端(科宁,洛厄尔,MA,美国),风干,以及在电炉上加热一小时直至温度达到 95摄氏度.2.1.3. 的成骨细胞增殖试验.对于人类细胞试验,主造计细胞被培养在主要细胞培养基中 (ScienCell研究实验室,卡尔斯巴德,碳酸好酶,美国)直到几乎被融合.然后细胞搜集并 且播种在密度为每孔5000个细胞的混合涂层96孔板块上.细胞随后被放在一个标准培养环 境(37摄氏度,二氧化碳浓度为百分之五)中培养.使用标准比色WST-1试验测定表面处理 下的成骨细胞增殖和生存能力(瑞士罗氏应用科学,印第安纳波利斯,IN,美国).对于WST-1 试验,在两天的培养后,微
9、型板块的每个孔都充满了 10uL的WST-1试剂.这块微型板块要 在温度为37摄氏度,二氧化碳浓度为百分之五的条件下多培养4个小时.在指定的时间之后, 使用酶标仪测量到光密度为450nm(最大光谱加上384分光光度计,分子器件,森尼维尔市, 碳酸酊酶,美国).在没有单元格的同孔的吸光度中减去被测量的吸光度并且将这些测量的 吸光度常规化为聚苯乙烯操纵装置下的光密度.2.1.4. 细菌粘附和生长试验.对于细菌粘附和生长试验,金黄色葡萄球菌(美国型培养菌种集 25923,马纳萨斯,维吉尼亚州,美国)在5亳升卢里亚液体培养基中繁殖(卢里亚液体培 养基,Sigma,圣路易斯,MO,美国)过了一整夜,金黄
10、色葡萄球菌被移液到2亳升小药 瓶中,该瓶中新鲜卢里亚液体培养基的丙三醇含量为百分之十并且保持在零下80摄氏度的 温度中.在实验前两天,细菌从冷冻的小药瓶中移到卢里亚液体培养基琼脂板上并且在37摄 氏度的温度下培养1天.一个金黄色葡萄球菌的单一菌落从琼脂板上被选择然后在卢里亚液 体培养基中繁殖一夜以达到578扭矩1.11的光密度,这相当于每亳升2乘以10的11次方 CFU (菌落形成单位).使用新鲜的卢里.亚液体培养基将细菌稀释了 1000次,然后置于微型 板孔里进行混合表而处理并且培养20分钟.然后用200uL的PBS (磷酸盐缓冲液)对此孔进 行冲洗以洗去不黏着的细菌.每个孔都添加lOOuL
11、的新鲜卢里亚液体培养基并且在37摄氏度 的温度下进行培养.经过一天的培养后,研窕人员用一根酶标仪测量每个扭矩为578的孔的 光密度以此来确定细菌的生长.对于每个实验,每个涂层浓度都要进行至少6次通过学生t检验(备注:学生t检验 是用t分布理论来推论差异发生的概率,从而比较两个平均数的差异是否显著)来分析数据, 数据以平均值加上或减去标准差的形式来表示.22山羊体内模型221 .髓内钉涂层.在制备一个大型动物实验研究中,表而处理剂被浸涂在型号316LVM不锈 钢髓内钉上,8mm*200mm (外科植入一代(型号).这些髓内钉从溶液中撤出然后在包装 之前在室温下风干并且经过高压蒸汽(灭菌)处理用于
12、植入.交锁螺钉采用相同的技术进行 涂层.实验使用X射线光电子能谱仪(XPS)来分析一枚未使用过的涂层螺丝钉和一枚经实 验使用过并取出的涂层螺丝钉以确认在实验之前和之后银是否存在于表面.222 .动物选择.该研究经由布朗大学动物保健和使用委员会(IACUC)许可.使用了两只成年 母山羊(一只对照组,一只是实验组),体重范围大致在40-50公斤.2.2.3.外科手术.每个需要手术的(山羊)胫竹都要在手术之前即刻拍X线片.在外科(铺单) 覆盖之后,通过后膝关行和胫骨内侧有一处2厘米的切口暴露胫骨.在手术之前和之后都未 曾使用过全身性抗生素药物.一个胫骨开放性竹折的模型是通过一个摆锯(锯断)田千中段
13、同时盐水滴注冷却.金黄色葡萄球菌的标准悬浮液(ATCC25923)在磷酸盐缓冲液中最后被稀释成每亳升培养 液浓度为2*10的4次方菌落形成单位(CFU/mL) .在对胰蛋白酶大豆琼脂上使用平板涂布 技术通过培养来计数细菌菌落,一式两份.一亳升细菌培养液被注射到截竹位置的竹髓管中.然后所截骨通过内固定术稳定下来,这过程中要用到的器械是带有近端和远端螺钉的不锈钢 合金髓内钉.用弹性髓内钻孔器将竹髓腔扩至皮质后再插入8亳米的钉子.钻孔深度从0.5亳 米增加到9.5亳米.然后是环环相扣的螺钉插入使用夹具进行最后的标志钉系统.使用正常生 理盐水冲洗嵌下切口然后用3-0的多聚乙醇酸缝合线将该嵌下切口缝合(
14、聚乙醇酸:爱惜康).2.2.4.手术后护理.手术后缓解疼痛时可以在每只山羊的脖子上贴一片芬太尼贴片.兽医人员 在移除贴片之前就要对山羊进行检测.截骨术之后形成的切口每周都要检查一次以防发生炎 症.每次检查时,伤口的情况都要拍下来.分别在在手术前和手术后及第124周及山羊处死之 前在(山羊)镇静状态下从末梢血管取得两瓶10毫升血液(总共为20亳升)然后用于检测细 菌、全血细胞计数和元素分析.并在处死山羊的时候采用电感耦合等离子体光谱在全血测定 银和钛含量(ICP) .2.25采样.5周后,山羊在注射了过量的巴比妥酸盐(安乐死)后死亡.七种器官包括肝脏、 心脏、脾脏、大脑、肾脏、胆囊和小肠被搜集和
15、保存在百分之十的福尔马林溶液中.然后器 官标本被运去布鲁克斯兰德实验室(美国,华盛顿州,西雅图)使用电感耦合等离子体和质 谱分析法技术(ICP-MS)进行银和钛含量的分析,后肢被切下保存在浓度为70%的乙醇溶液 中进行进一步的机械测试和组织学测试.226.影像学评价.在第1.245周和手术之前、之后使用全身麻醉药,和手术之后的一段时间 获取胫行的头尾向(轴位)和中斜位的X线照片.X线平片进行编码,由经验丰富的整形外 科医生没有参与这项研究在双盲的方式进行评估,评价件结构,件的稳定性,对齐,和固定 的外观.2.2.7.机械测试.使用MTS伺服液压控制将内植钉从每根切下来的胫卅中取出.载荷和位移数
16、 据采用MTS Flex软件获得(明尼阿波利斯,MN, USA),频率在200Hz.每个标本拉位移速 率为4亳米/秒.据称此数据是位移和静止的极限载荷量.228.微焦计算机断层扫描(micro-CT)技术.在髓内钉被移出后,胫卅被切成70亳米的长度, 使用计算机断层扫描(CT)获得切而显像(uCT40, Scanco医疗,Bruttisellen,瑞士).在 扫描期间,骨头在扫描仪中进行定向调整以确保骨头矢状,冠状位和截面与扫描仪的内嵌式 坐标系一致.使用70Kv和114UA的机器设备获取图像.这个扫描图像的分辨率是3611m(等距 体素大小).使用图像软件(国家卫生研究所)重建三维图像.22
17、9.组织学.对于组织学,在的折位置获取胫骨的纵剖而,保存在浓度为70%的乙醇中,准 备处理和植入甲基丙烯酸甲酯和硬组织切片.切片被苏木精一伊红(HE)甲苯胺蓝和革兰氏 染色剂所染色.样品被一个具有从医资格证的兽医病理学家评估,这位病理学家并不了解治 疗和对照组动物.研究人员实施了半定量的分级方案来评估骨折治愈的程度,竹细胞溶解和 骨质坏死的数量,炎症的程度以及骨皮质细菌.对于每个皮质获得的个体分数在增加并且被 分成两个来获得一个平均值然后将这个平均值与两个皮质的得分结合.为了骨折愈合所评估 的卅头的成分包含了或针外膜竹痂,切卅部位和与切骨部位相邻的皮质竹.分级方案列于表1 中,具有最高潜力数值
18、得分为每个皮层65.2210.共聚焦显微镜.在钉子上菌膜的形成由共聚焦显微镜所评估.在机械拉拔试验中,钉子保存在70%的乙醇溶液中.使用螺栓割刀切掉钉子的尖端然后放置于磷酸盐缓冲液中.随后用 磷酸盐溶液将钉子的尖端冲洗三次以除去钉子表而不粘附的组织然后转移到一个新的小药 瓶中,该小药瓶中包含5亳升4 6-二眯基-2-苯基口引喙(苯基口引味)(英杰公司,卡尔斯巴 德,碳酸酎酶,美国)和异硫银酸荧光素-共枕金黄色简荷球菌抗体溶液(美国热电科技). 装在容器中置于室温下避光保存15分钟,该样品用磷酸盐缓冲液冲洗三次以除去过量的苯 基时噪和抗体并且使用共聚焦激光扫描显微镜获取图像.(蔡司透镜激光切片机
19、510).研窕 人员获得了钉子表而10个随机的450um乘以450um面积的图像.由于钉子是弯曲的,共聚 焦显微镜比传统荧光显微镜更合适.使用图像软件来分析获得的荧光图像用于了解异硫京酸 荧光素和苯基叫味的表面覆盖.TadidI:5cccingcritera.Peno 侬 Icalku ubjccdvc 址 and qualityVbwTi-hmtflhr bon?cartilage u$oieperaniFibrova%uhr perceiiWlarnmation per Osteotcmy 51ts另rxl如ng bory callus percentfovci;-hitieihr bca
20、x pciardMinmlized box percmFlbiovascular tissue peicerXJnihinrmtrm 产Adjacent ccrtical boneDegree ctExtent of tone neg$i$Extent of inflairunatioDPiescixcof wqueji也 fca cxaiupk nccroik fiagmcnb of bansp:exe of biceiiaivUrlitial/Killd = 3; pianlrLentwdlGrml2xixl = i proialnenJdisor喇= 1: insrrple% mron
21、= 00-25% = 3; 25-50%= 2 50-75%= k 75-100 %=00-25% = 3; 25-5056= Z50-75%crtmxn =175-lOO%crfttiou$iLnuricn=00-25% = 3 2S-SO%=250-7596= 1 75 -10 0 % or ftbrou; nccitixca = 00-25% = 3; 25-S0= Z SO-75% = 1;75-100%=075-lOB% = 4; 50-7556 =i25-50%= 2 W-25%= 1 0-10= 00 -25% - 3 25-50 %二 Z 50 -79 = L 75 -100
22、%=075-100% = 3 50-75姑=225-50% = 1; 0-石佑=00-2S% = 3; 25-50 = i 5 0 -75% = 1; 75 -100 or ircfl ammatccyexudate=00 -25% = 3; 25-50佑=Z 50 -7S% = 1; 75 -1004=0btir附irdidrM = 4; Mid local expston (把曲心心切向 o$teonal =3( 3 rora idiaccnt oitcoly d5 = 0Errpty hcunae ml/ar rratk ostens- clSmm = 4; 25-5mm= 6 mn-
23、10 mm= 2 11-20am二 L920mra 二 0bbrirturiirad = 4; mild local odcnil cansk irifl ar amotion=3lnfkrrirualanl raia dhlaxe = Zdisfarce = 0itirjs=3; 1-3 $rall me large zrtim= 2 ar游to multiple hrg5mm= 0bbrue-S; rare= 4; muMifgldolmie,&25白m) = 2irultifcxal laiy Qclanjo,。50 n)二 0表格1:组织学评分标准竹外膜竹痂主观大小和质量最小/轻度=3
24、:显著,组织良好=2;显著紊乱=1:不完整的结合=0编织-板层竹百分比0-25%=3: 25-50%=2: 50-75%= 1: 75-100%=0软骨组织不完全连接百分比0 - 25% = 3; 25 -50% = 2; 50 - 75% = 1; 75-100%或纤维状竹折不愈合=0维管组织百分比0 - 25% = 3; 25 - 50% = 2; 50 - 75% = 1; 75 - 100%纤维状卅折不愈合=0炎症百分比0 - 25% = 3; 25 -50% = 2; 50 - 75% = 1; 75 - 100% = 0切骨位置过渡性骨愈伤百分比 75 - 100% = 4; 50
25、-75% = 3; 25 - 50% = 2; 10 - 25% = 1; 0 - 10 =编织-板层竹百分比 0 - 25% = 3; 25 -50% = 2: 50 - 75% =1; 75 - 100% = 0矿化骨百分比 75 - 100% = 3; 50 - 75% = 2; 25 - 50% = 1; 0 - 25% = 0纤维血管组织百分比0 - 25% = 3; 25 - 50% = 2; 50- 75%= 1; 75 - 100% = 0炎症百分比0 - 25% = 3; 25 - 50% = 2; 50- 75% = 1; 75 - 100% = 0相邻骨皮质卅质溶解的程度
26、无/最小=4;骨管轻微的局部扩张(重构)=3; 3亳米相邻骨质溶解=0骨头坏死的程度空竹陷窝和/或坏死骨:20亳米=0炎症程度无/最小=4;轻微竹管炎症=3;炎症1亳米距离=2; 1-3亳米距离=1; 3亳米距离=0死骨,比如,坏死的骨头碎片没有=8; 1 -3小3或者单个大的2亳米=2;单个到多个大的5亳米=0细菌的存在无=8;罕见的小菌落=4;多焦点菌落(50Zm) = 04011o o o o o o 2 0 8 6 4 21- 1*)(pnuou Sd P 曹 euhou) uonelHPIdhUmPS 0 0.23 0.46 0.92 1.8 3.47 6,47 11.3618.26
27、 100Silver concentration (wt%)Figure 1: Osteoblast proliferation on the coating as a function of silver concentration by weight percent. The results are normalized to the noncoated polystyrene (PS) controls. Data = Mean SD.图1:按重量百分比根据银浓度观察涂层上的成骨细胞增殖,结果与标准化为非涂层聚苯乙 烯(PS)对照,数据平均值十/-标准差.3.结论3.1. 成骨细胞和金黄
28、色葡萄球菌对于掺杂了银的体外Ti/硅氧烷涂层的反应.成骨细胞的活性 和增殖实验在不同浓度的银氧化物涂层中培养.该结论显示在涂层中银的含量到达百分之 11.36时,细胞的增殖并没有下降(图1).细胞密度在含银量为百分之18.26和百分之百的 基质中下降了.细菌粘附数据表明在涂层中含银量为1.8%或者更多时,金黄色偏萄球菌就不再生长了(图 2).含银量超过1.8%的样品上的光密度轻度增加是由于洗脱的银进入到了溶液.具有相同煤质但是没有细菌的板块被用来证实这种趋势(没有显示的数据).这些结论证实 了掺杂了混合涂层银的抗菌属性.此外,在含银1.8%和11.36%之间有一个浓度窗,在此浓度 里涂层不会影
29、响到成骨细胞的生长然而仍然有杀菌作用.84020850604020。1111B昆gu Sd举p毒昌 ucqpei 当 Old 京 SSilver concentraHon (wt%)Figure- 2 St哪忖吩occias aureus viability/prolifelation on hybrid$tirfec6 tr笈triMEs one -day a $ a funotiijnof diver eoncerit ration by weight percent The results are noriraliEd to the ncaroated polptyiene (PS) c
30、ontrols. Data. = Mean SD.图2: 一天后混合表面治疗的金黄色葡萄球菌的增殖性,按重量百分比的银的浓度.结果标准 化为非涂层聚苯乙烯(PS)对照组.数据=平均值+/-标准差.3.2. 山羊体内模型3.2.1. 钉子和螺丝的涂层及其表征.XPS元素分析证实了涂层样品中Ti和Ag的存在(图3). 植入后,表面Ag顶峰的强度下降了.结果显示银从涂层中被释放出来.然而经过五周的植入 并不是所有的银都释放出来了.Figure 3: XPS atdy烟 of coaled Interiming 院绍用 SEver was presert on both uiused (a) and
31、used (b) screws. The analysis 4纷 coofirmed the exigence ofTi on the coated sairfece.图3:涂层连锁螺丝钉的XPS分析.在未使用(a)和使用过的(b)螺丝钉中根都有存在.此 分析也证实了涂层表而Ti的存在.3.2.2. 临床观察.使用髓内钉成功将实验组和对照组山羊的竹折修复好并且没有进一步的并发 症.用于术后即时治疗疼痛的芬太尼贴片在手术之后两天从实验组山羊身上除去:对照组山 羊身上的贴片在手术后一周去除.在5周的植入后,实验组山羊失去了原来体重的7%,但是仍然能用被评估的四肢走路.而对 照组山羊失去了原先体重的
32、8.4%并且被评估的肢体已不怎么能承受重量,走路时四肢弯曲 得很高.除去心理活动、食欲和一般活动,比起对照组山羊,主观上对实验组山羊的评价更 加积极.3.2.3. 微生物学评估.从对照组和实验组山羊身上获取的植入后搜集到的近端和远端螺钉中的 细菌培养物对于螺钉上的金黄色铺萄球菌是有价值的.整个研究过程中,血液样品来自两个 动物用于需氧培养物中收集.在术后的第0,1,2, 4,和5周,血培养表明在任山羊(表2) 没有需氧生长.Table 1 Bacteria culture results from distal and pwximal sertwsites, fracture ste, and
33、 blood.Goats numberDistal screw MeFiriximal screw 4 eFraoiiresfteBlood4818 (control)4820 (treated)+S.谓汽烟+S.(2 biotypes)+S Mreu3+S.瓶旗4 (2biotype$) +S.尔代数-NEG-NEG表2:远端和近端螺丝钉位置,的折位置和血液的细菌培养323.全血细胞计数.对照组山羊和实验组山羊的全血细胞计数见于表3.手术之后对照组山 羊的白细胞数(WBC)没有改变太多.实验组山羊的白细胞数改变更多,但是对于山羊而言 仍然处于正常范围(每UL4000至13000).手术一周后
34、,对照组山羊的中性粒细胞比例提高 了 151%,中性粒细胞比例一直很高直到最后在第五周降下来.不同的是,实验组山羊的中性 粒细胞水平在手术后并没有改变很多.实验组山羊的中性粒细胞水平在第五周也下降了.在两 个动物身上,相对于中性粒细胞比例,淋巴细胞的百分比处于一个相反的趋势.两只山羊的 中性粒细胞和淋巴细胞的正常水平分别是30%48%、50%70%.Table 3. Ccciktc blood count showit叼 ahitcHood cell count (WB C) ixutrq?hil percent/今 and Ipiphocytc peccciXagcat pccoporatj
35、zai andvst 44iand5Tiiucwbc皿小年口4818 (contioliNeutrophil 网Lyrhocytf-(先)WB C,L)4320 (teatedjLymphocyte (均Pre-cp6331649774216.2782262八铝Week!5967337.97i26647921637624WeskS563755885939表3:在术前和第1, 2, 4, 5周全血细胞计数数显示白细胞数(WBC),中性粒细胞百分 比,和淋巴细胞百分比325,放射影像学,图4和图5分别显示了山羊胫骨的X射线和微CT图像.X射线的图像显示 了手术后和处死之前山羊的胫竹.对于每个时间点
36、,前后(AP)和横向(L)的提供了不同 的视角(位).根据这些图像,显示两只山羊在使用摘内钉后能够成功地稳定走路.5周后植 入物并没有松动的迹象.竹膜反应和感染中观察到这两种动物.微CT图像清楚表明由于细菌 感染而出现的竹细胞溶解和竹坏死.使用表4中的标准对5周的山羊胫骨X线照片进行评估.在对照组山羊和实验组山羊之 间X线片的区别很小.两只山羊身上(胫)骨切开后没有(完全)愈合,都出现了骨膜反应 和骨质溶解,但在都没有出现死骨片和内植物松动的现象.4618 Ap卬44818post4316AFWK54516IrY?K54S20AF-fOSt4a2OLpost4620AF 许K5492OIrWK
37、5图4:术后即刻和术后5周对照组(4818)和实验组(4820)山羊胫骨的X射线照片.在每 一个时间点,都拍摄了头尾位和横向位的图片.所有图片都是相同比例.图热髓内钉移除之后胫骨的微CT图.这些图像拍摄的是截骨处,然后使用3D图像重建技 术进行重建,最上面的图像和下面的图像分别是4818对照组山羊(a) (b)和(c)以及 4820实验组山羊(d) (e) (f)Table 4! Assessments from radio graphs of treated and control goat tibia The critem here are bridging calltiSj perios
38、teal re act io n? sequestmnij implant loosening? and soft-tissue swelling.P.adklgy criteria4818 (control)4820 (treated)Bridging callus50% (1/4 cortices)ra the tibias corttx of control gc被(4818) (a) and lifted gy?t (4820) (b). 2X tnagni&catiQa phdomicrcgj?phs (wale bar5 = cum) ihs,large periosteal ca
39、llus CLvrctkal dQublc hcadcd atbye) composed of v/cven bone and fibrous connective tissue surrounding the osfeotomy sites, vjhidi art not bridged by callus (a,b-horizontal double-headedLy$l$ of Mjacem c 箕tl bone b-C)历 and inflajnrftatbn b-aer恢)concentrated at the osteotomysite dLssecU through the co
40、rtex of 4818. Pdds m the cortex of 4820 (t, v/hlte ariws) are aKifas:$ cf p2cMs20K magjiLfiXlon photomgraphs (insets, scale ban = 50产m) show necrotic debris (a, insdasterisk) ununded by infhmmation (a, inti) and mkrosequew (a, in&etanew). A hige bacteria colony surroundby udiattng arrays of proteina
41、ceous material (b, inset-asterisk), consistent with Splendor仁HotppM formation b $urrounded by Inflainrrurtlon (b; in$etI).图6:来自对照组山羊(4818) (a)和实验组山羊(4820)胫卅皮质纵向部分的HE彩色合 成显微照片。2X放大显微照片(比例尺=1mm)显示了由编织骨(备注:不规则新生骨) 和纤维结缔组织组成围绕着截骨部位形成大块骨膜竹痂(ab-垂直双头箭),而不是桥接愈合 组织所连接(a, b-水平双头箭).邻近皮质卅的细胞溶解(a, b-C)的很明显并且截骨处的
42、 炎症浓度通过4818 (对照组山羊)皮质剖析.4820 (实验组山羊)皮质的褶皱(b,白色箭头) 是操作中加工.显微照片放大20倍(插入,比例尺=50um)表明坏死骨片(a,插入-星号) 周围出现炎症a嵌入-i)以及微死件片(a,嵌入-箭头).一个大的菌落周围的辐射阵列蛋 白质(b,嵌入-星号)与Splendore-Hoeppli (皮肤假性放线菌病)的形成周围炎症的一致。Taile 6 HisDlQgy mres fcn coitiolgoat (4318) md treated .spat (4ed for callus fc(ration OJteotorry 冢0 利corftcil
43、 tog presence cf $eqoerta and bacterid pei$iftence. Averages of ihe added score $frorr;eich cortex aiejiverL Hipest potential score is 65.Hiddogyurit&izCortex 1(4515)Cortex 2(4513)(4520)Cortex 2 (4520)?enotealcallt$ fomutionSubjetiv? mA quality11I0wovenJamelhr bm0000Ortihge (hwlirE and fibmertik 那)In30Flbiovasoilir tissue(030(nihrnjr