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作者：楊克強 李柱林 張春林 王臻 胡蘊玉 楊牧 谷孝將 謝小榮 劉慧峰 張鑫 趙盛坤 李光新
【摘要】 目的：研究深低溫冷凍法和常溫法儲骨對皮質(zhì)骨生物力學(xué)特性的影響戰略布局。方法：用深低溫冷凍法和常溫酒精浸泡法儲存相同時間的股骨皮質(zhì)作標(biāo)本，分別將其修成彎曲及壓縮試件實現了超越，在Instron 1195型電子拉伸試驗機上測試兩組的極限彎曲強度完善好，彈性模量及極限壓縮強度首次，所得數(shù)據(jù)進行組間t檢驗。結(jié)果：兩組間極限彎曲強度部署安排、彈性模量、極限壓縮強度差異均不明顯（P>0.05）技術。結(jié)論：深低溫冷凍及常溫法儲骨對皮質(zhì)骨生物力學(xué)特性無影響推廣開來，在無深低溫冷凍儲骨條件的地方，如有合適的骨源相對較高，也可積極取骨用常溫法儲存資源配置，以免骨源浪費。
【關(guān)鍵詞】 低溫保存;皮質(zhì)骨;酒精;生物力學(xué)
【ABSTRACT】 Objective: To Study the cryopreservation and room temperature preservations effect to the biomechanics characteristics of the cortical bone. Methods: Preserve the thighbones cortical bone with the cryopreservation and the room temperature preservation,while make samples,and then turn them to be bended and compressed samples. Test the two groups ultimate flexure strength相關、modulus of elasticity特性、ultimate crushing strength in the Auto Tensile Tester(Instron-1195),then inspect the data with “t" test between the two groups. Results: The discrepancy of ultimate flexure strength、modulus of elasticity等特點、ultimate crushing strength between the two groups was not very apparent(P>0.05). Conclusion： The cryopreservation and the room temperature preservation will not influnce the biomechanics characteristics of the cortical bone, so, when the bones cant be cryopreserved, if there is suitable source of bone, they can be preserved in the room with normal temperature to prevent them from being wasted.
【KEY WORDS】 Cryopreservation; Corticalbone; Alcohol; Biomechanics
目前建言直達，大段異體皮質(zhì)骨移植在臨床上已廣泛應(yīng)用，但由于國內(nèi)僅在較大城市建有大中型骨庫將進一步，且數(shù)量有限充分發揮，所以深低溫冷凍皮質(zhì)骨的來源有限，遇有大段骨缺損失,是否可用常溫保存的異體骨移植,其生物力學(xué)特性與深低溫冷凍骨是否不同,這方面的報道較少成就，本研究旨在對兩種儲骨方法儲存的異體皮質(zhì)骨的生物力學(xué)特性進行比較,指導(dǎo)臨床應(yīng)用,同時探討在有骨源而無深低溫條件儲骨時,是否可以常溫儲存重要方式。
1 材料與方法
1.1 試驗材料與儀器
1.1.1 實驗材料 深低溫保存2年的男性青年股骨12根和常溫保存(酒精浸泡)的男性青年股骨14根(年齡20～35歲)（第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院全軍骨科研究所，西安）系統。
1.1.2 儀器 Instron 1195型電子拉伸試驗機（西安交通大學(xué)材料工程學(xué)院疲勞實驗室）非常重要。
1.2 材料制備與分組
1.2.1 制備 取深低溫儲存2年的男性青年股骨12根,逐漸復(fù)溫至室溫,每根取相同部位修成截面為矩形的長骨條作為彎曲試件(去除髓腔內(nèi)松質(zhì)骨),截面為矩形的短長方體(高度不超過底邊寬度的2.5倍)作為壓縮試件,其壓縮方向與骨干縱軸方向一致,修整過程中始終向試件上滴加Lingers液。
1.2.2 分組
(1)彎曲試件:
深低溫冷凍組: 試件共12個
常溫組：試件共14個
(2)壓縮試件:
深低溫冷凍組: 試件共12個
常溫組：試件共14個
1.3 實驗條件及方法
1.3.1 實驗條件：常溫常壓空間廣闊，加載速度2mm/min營造一處，實驗過程中始終向試件上滴加Lingers液改革創新，使試件保持正常濕度。
1.3.2 實驗方法及生物力學(xué)參數(shù)測定資源優勢。
1.3.2.1 將修整好的彎曲試件在Instron 1195型電子拉伸試驗機上進行三點彎曲實驗（跨距L為40mm）高效利用，采用函數(shù)記錄儀記錄載荷——變形曲線（圖1示），并根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變公式計算出相應(yīng)的力學(xué)指標(biāo)估算，公式如下：
σmax=MW=3PL2bh2 E=PL34h3ba
式中σmax為極限彎曲強度講理論，M為彎矩，W為截面抵抗矩不要畏懼，P為壓力服務為一體，L為跨距，h為試件厚度逐漸顯現，b為試件寬度全會精神，a為橈度，E為彈性模量拓展基地。
P（N）
圖1 彎曲實驗中的載荷——變形曲線
靠近縱坐標(biāo)的為深低溫冷凍組*號標(biāo)本
P：97N h:2.1mm b:8.8mm
遠離縱坐標(biāo)的為常溫組*號標(biāo)本
P：104N h:2.3mm b:7.5mm
2008年2月楊克強等：深低溫冷凍與常溫儲骨對皮質(zhì)骨生物力學(xué)特性影響的研究第1期2008年2月河北北方學(xué)院學(xué)報（醫(yī)學(xué)版）第1期1.3.2.2 將修整好的壓縮試件在Instron 1195型電子拉伸試驗機上進行壓縮試驗集中展示，壓力方向與骨長軸（即骨單位）方向一致。采用函數(shù)記錄儀記錄載荷——變形曲線（圖2示）體系流動性，并根據(jù)應(yīng)力探索創新、應(yīng)變公式計算出相應(yīng)的力學(xué)指標(biāo)，公式如下：
σmax=PA
P為壓力方式之一，A為面積（橫截面）生動， σmax為極限壓縮強度。
圖2 壓縮實驗中的載荷——變形曲線
靠近縱坐標(biāo)的為深低溫冷凍組*號標(biāo)本
P：1720N A:15.12mm2
遠離縱坐標(biāo)的為常溫組*號標(biāo)本
P：1800N h:15.93mm2
1.3.3 統(tǒng)計學(xué)處理
各項測定指標(biāo)均采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示創新能力。組間差異行t檢驗新品技。
2 結(jié)果
兩組彎曲及壓縮試件的極限彎曲強度、極限壓縮強度相比P>0.05求得平衡，彎曲試驗中的彈性模量兩組相比P>0.2>0.05紮實做，即兩組極限彎曲強度無顯著性差異，兩組極限壓縮強度無顯著性差異至關重要，兩組間彈性模量無顯著性差異（見表1）。
圖1所示為兩組中兩個抗彎曲試件在彎曲過程中的載荷——變形曲線，隨著載荷的增加戰略布局，骨試件彎曲變形事關全面，在一定范圍內(nèi)載荷-變形曲線呈線性關(guān)系，服從虎克定律狀態，說明骨是一種具有彈性的材料技術節能，而當(dāng)載荷達到一定程度后，曲線出現(xiàn)彎曲。兩試件的斜率基本一致國際要求，zui大載荷略有差異流動性，與試件的截面抵抗矩個體間差異有關(guān)。表1 兩組股骨皮質(zhì)極限彎曲強度競爭激烈、極限壓縮強度及彈性模量比較 注：兩組極限彎曲強度比較* P>0.05持續創新；兩組極限壓縮強度比較# P>0.05；兩組彈性模量比較 △ P>0.2
圖2所示為兩組中兩個抗壓縮試件在壓縮過程的載荷-變形曲線空白區，與圖1比較協調機製，曲線在一定范圍內(nèi)也呈線性關(guān)系，服從虎克定律形勢，但其斜率較大實踐者，說明在縱向壓縮過程中骨變形相對較小。而兩試件的斜率基本一致約定管轄，zui大載荷略有差異數據，與兩試件間截面積不同有關(guān)。
注：圖1及圖2為按Instron 1195電子拉伸實驗機試驗中描記的曲線1∶1比例手工加重描記到白紙上發揮，再掃描進入電腦形成顯著。
3 討論
皮質(zhì)骨由骨細胞、纖維和基質(zhì)三種成分組成與時俱進，與其他結(jié)締組織基本相似奮勇向前，但皮質(zhì)骨在細胞間質(zhì)中有大量鈣鹽沉積，從而使皮質(zhì)骨成為很堅硬的結(jié)締組織與其他結(jié)締組織有本質(zhì)的區(qū)別實施體系。皮質(zhì)骨內(nèi)有許多膠質(zhì)纖維環(huán)繞血管間隙而成同心圓狀緊密排列，部分膠原纖維可穿過板間區(qū)各有優勢，皮質(zhì)骨的物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)組成使其既有一定的彈性效果較好，同時具有較大強度，不易斷裂持續，因此皮質(zhì)骨的缺損的替代物為同種異體皮質(zhì)骨等多個領域。動物實驗證明，大段同種異體皮質(zhì)骨移植能夠較好的愈合及替代產品和服務，并且其愈合及替代是多途徑的[1應用擴展，2]。同種異體骨能夠移植及較好愈合就需要有異體骨的儲存增多，這就導(dǎo)致了骨庫技術(shù)的誕生活動上，雖然二十世紀(jì)中期以來骨庫技術(shù)較廣泛應(yīng)用，深低溫冷凍儲骨已成為四肢管狀骨的主要儲存方法進一步推進，但國內(nèi)大中型骨庫數(shù)量仍很有限導向作用，分布不甚合理，一些地方距大中型骨庫較遠應用的選擇，所以一些傳統(tǒng)的小型或自給型骨庫仍用常溫酒精浸泡方法儲骨十大行動。有研究發(fā)現(xiàn)左右，深低溫冷凍法儲骨，儲存時間對皮質(zhì)骨極限彎曲綜合措施、彈性模量及極限壓縮強度無明顯影響[3]可靠保障；那么不同溫度儲存是否對骨的生物力學(xué)特性造成影響，Pelker對-20℃設計標準、-70℃及-196℃三種溫度下的儲骨進行測試開展，發(fā)現(xiàn)長骨的抗扭強度和壓應(yīng)力與新鮮骨無明顯差異[4]；而常溫儲骨又以酒精浸泡法為主[5]充分發揮，并且酒精浸泡法簡便易行發展成就，中小醫(yī)院也能做到，但這種方法儲骨對皮質(zhì)骨生物力學(xué)特性是否有影響重要方式，這方面的報道較少關註，本實驗的目的就是通過對深低溫冷凍及常溫條件下儲骨的生物力學(xué)特性進行對比，探討兩種儲骨方法對骨生物力學(xué)特性的影響無障礙。
研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)連日來，兩種儲存方法的皮質(zhì)骨試件極限彎曲及壓縮強度無顯著性差別（P>0.05），彎曲試驗中的彈性模量無顯著性差異（P>0.05）認為，表明皮質(zhì)骨的彎曲壓縮極限強度及彎曲彈性模量受兩種儲存方法的影響不明顯系統，與石瑾[5]等的實驗結(jié)果不同，可能因石瑾等是用深凍后脫脂再酒精固定有關(guān)重要意義，標(biāo)本處理方法不*相同交流等。
實驗結(jié)果提示我們，*規劃、臨床應(yīng)用大段異體皮質(zhì)骨移植時提高，不論深低溫冷凍儲存還是常溫儲存的異體骨，其內(nèi)固定的選擇及術(shù)后處理不應(yīng)受儲存方法的影響進入當下。第二紮實、目前，我國大中型骨庫分布不很合理新體系，在無深低溫儲骨條件的醫(yī)療單位投入力度，如有志愿捐獻骨材者，亦應(yīng)及時取骨不難發現，可常溫酒精浸泡保存防止骨源浪費貢獻法治。
綜上所述，深低溫冷凍方法及常溫酒精浸泡方法儲骨對骨的生物力學(xué)特性影響不大發展需要，在目前我國大中型骨庫不很合理的情況下共享，如有骨源而無深低溫儲骨條件，亦應(yīng)及時取骨，行常溫酒精浸泡保存生動，不要貽誤取骨時機新型儲能，造成寶貴的骨材的浪費。臨床上在給患者植入此兩種方法儲存的異體骨時新品技，其固定方法及術(shù)后處理不應(yīng)因儲存方法不同而有差別範圍。
由于深低溫冷凍方法儲存四肢長管狀骨已*為理想的儲骨方法，如有條件紮實做，均應(yīng)采用該方法空間廣闊。目前，隨著國內(nèi)大中型骨庫的逐漸增多臺上與臺下，深低溫冷凍儲骨必將廣泛普及用的舒心，而在此之前，兩種儲骨方法將會同時存在集聚效應。
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