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目的:观察磨损微粒在人工髋关节假体周围迁移聚积的特征,研究骨保护素(osteoprotegerin,OPG)在假体周围的浓度变化,通过X线片观察比较假体周围各区骨溶解的发生率,以此探讨磨损微粒的迁移和局部聚积与OPG表达两者之间的联系以及它们在人工髋关节假体周围骨溶解中的作用。
材料与方法:临床选取4例人工全髋关节术后发生无菌性松动,欲行翻修术病例,于术中按照Delee-Charnley髋臼分区法和Gruen-Amstutz股骨分区法采取松动假体周围各区的界膜组织。制作电镜标本于放大10k倍下进行界膜的一般组织形态学观察、界膜中微粒形态的观察,统计各个分区磨损微粒聚积的数目,对各区之间微粒数目进行统计学比较,以此观察磨损微粒在假体周围聚积的特征。并将界膜组织制作为普通光镜切片,采用羊抗人多克隆OPG抗体(SantaCruz公司)进行免疫标记。对各个分区中阳性细胞的数目进行半定量分级,作统计学处理,比较OPG在各个分区中的浓度。观察翻修术前所摄的髋关节正位片,以假体周围出现均匀性与假体边缘平行宽度大于1mm的骨透亮带为线性骨溶解,骨吸收区域为局灶性或呈泡沫状、扇贝状骨缺损为膨胀性骨溶解。比较各区线性骨溶解和膨胀性骨溶解的发生率。
结果:界膜组织标本中大部分区域为致密结缔组织,含有大量胶原纤维,部分分区中有大量的肉芽肿性组织,其中含有丰富的纤维细胞、异物巨细胞、单核吞噬细胞和淋巴细胞,其间可见黑色金属磨损微粒,微粒主要呈椭圆形,大小不一,微粒可聚积成团。髋臼分区中三区磨损微粒聚积数明显高于一区和二区(P<0.05),股骨分区中一区、七区中黑色磨损微粒均匀弥漫存在,明显高于其余各区(P<0.05)。髋臼分区中免疫标记的OPG阳性细胞数目三区显著高于一区和二区(P<0.05),股骨分区中OPG的阳性细胞数目一区、六区和七区显著高于股骨其他各区(P<0.05)。髋关节X线正位片观察显示髋臼三区膨胀性骨溶解发生几率高于一区和二区(P<0.05),股骨一区、六区和七区膨胀性骨溶解几率高于股骨其余各区(P<0.05),线性骨溶解在髋臼各区和股骨各区发生率无明显差异(P>0.05)。
结论:磨损微粒的产生、迁移和局部聚积具有一定规律性,磨损微粒的局部聚积可能导致该部位骨保护素配体(osteoprotegerinligand,OPGL)、OPG的含量发生变化,OPG系统的平衡被打断,骨吸收与骨形成之间的动态平衡被破坏,局部骨溶解的发生率和严重性也明显升高。因此改进假体制作材料、改进手术方法,减少磨损微粒的产生、限制微粒在假体-骨界面之间的迁移可能会减少松动的发生,临床应用OPG制剂也可能会对预防、控制、治疗骨溶解的发生发展有积极作用。