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为研究儿童骨缺损,研究人员构建幼羊胫骨节段性骨缺损模型,证实其可靠,利于评估组织工程骨移植物。
在医学领域,骨骼健康至关重要,而骨缺损问题一直困扰着医学界。当肢体长骨出现节段性骨缺损时,就如同桥梁中间缺失了一段,身体自身难以修复。像骨囊肿、骨肿瘤、骨感染、高能量损伤以及先天性假关节等病症,都可能导致这种棘手的情况。传统的治疗方法,比如自体骨移植、异体骨移植、骨搬运技术和诱导膜技术,都存在各自的短板。近年来,骨组织工程飞速发展,带来了新型的组织工程骨材料,为骨缺损的治疗带来了新希望。不过,在将这些材料应用于临床之前,需要在动物身上进行实验研究。
目前,大多数相关研究都聚焦于成人骨缺损,针对儿童骨缺损的研究少之又少。但儿童骨骼与成人骨骼有着很大差异,儿童骨骼孔隙率更高、密度和矿物质含量更低,弯曲强度也较弱,不过却具有很强的生长潜力。所以,研究成人骨缺损的成果并不能直接套用到儿童骨科治疗上。为了填补这一研究空白,首都医科大学附属北京儿童医院(国家儿童健康中心)的研究人员盛孙、韩文张等人开展了一项重要研究,相关成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员构建了一种新型的幼羊胫骨节段性骨缺损模型,为儿童长骨节段性缺损的研究奠定了坚实基础。这一模型的建立,就像是为研究儿童骨缺损问题搭建了一个精准的 “舞台”,让后续的研究能够更加深入和准确地开展。
在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,精心挑选了 7 只 1 - 2 个月大的幼年小尾寒羊,这些小羊就像是天然的 “实验宝库”。在手术方面,采用板固定和组织工程骨支架(由模拟松质骨 / 皮质骨矿化胶原材料制成)植入的方式,为骨缺损修复创造有利条件。术后,通过 X 射线、微 CT(Micro - CT)以及组织学染色等多种检测手段,对幼羊胫骨的愈合情况进行全方位评估。
研究结果主要从以下几个方面呈现:
X 射线检查 :3 个月和 6 个月组的 X 射线检查都显示,骨缺损区域有愈合迹象,与正常胫骨相比,缺损区域稍宽且密度更高,胫骨未出现畸形愈合,钢板也没有变形。而且,手术侧胫骨的长度和宽度生长速率均超过对侧,不过长度生长速率的差异并不具有统计学意义。
解剖检查 :对左小腿胫骨进行解剖发现,骨缺损区域被坚硬的骨皮质包裹。取出钢板后,能看到缺损部位的骨支架仍在且未被吸收,缺损区域内部质地较软,同时未出现皮肤压疮、截骨部位畸形愈合或钢板变形等并发症。
Micro - CT 和组织学染色 :Micro - CT 和硬组织切片染色结果表明,缺损区域有新骨分布,骨支架表面和中心都有新骨形成。6 个月组的新骨形成情况比 3 个月组更显著,新骨甚至穿透了支架中心。
在研究结论和讨论部分,该模型具有重要意义。一方面,成功建立的幼羊胫骨节段性骨缺损模型是一种新型大动物疾病模型,可用于验证人工骨移植物转化为活骨的潜力,为研究骨再生提供了全面的体内解剖模型。另一方面,该模型有效模拟了儿童节段性长骨缺损的治疗过程,便于评估各种组织工程骨移植物。而且,随着愈合时间的增加,骨再生情况明显改善,整个实验过程中未出现并发症,充分证明了模型和护理程序的可靠性。不过,研究也存在一定的局限性,比如没有直接验证 2 cm 的缺损不会自然愈合,且对植入材料的作用和分析不够深入。但总体而言,这个模型建立方法简单、可重复性强,与临床治疗方案非常接近,为未来组织工程骨材料的研究提供了重要价值,有望推动儿童骨缺损治疗领域的进一步发展。
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