欽記憶合金的醫學基礎研究范文

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動物體內埋植實驗

一、實驗材料

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

二、實驗動物

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

三、實驗方法

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。骨內埋植材料組為直徑2毫米光滑圓珠。實驗前將鎳欽合金試樣經800‘Cl小時空冷及5000C30分鐘空冷兩次熱處理，并酸洗氧化層。316L不銹鋼試樣經losoOC20分鐘水冷，消除應力〔11〕。再經酸洗去除氧化層。碳纖維增強碳(CFRC)則經濃硝酸去除雜質.試樣均常規高壓消毒.1.埋植部位:皮下:在大鼠背部，自脊中線至外側0.5厘米，沿骼上緣向前1.5厘米作后側埋植切口(長1.5厘米).后側切口向前，間隔3厘米處作前側埋植切口。

在切口外側1厘米皮下埋植試樣。右后側(鎳欽合金)，右前側(CFRC)，左后側(316L)，左前側(空白手術)。空白對照為單純手術，即同樣迸行皮下鈍剝離，了比不放任何物件。骨內:分別在股骨外側上/4和2/4交界處，及脛骨內側上1/4和2/4交界處骨內(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)。空白對照處同樣形成骨窗。2.手術方法:全身麻醉〔12〕，常規方法手術.骨內組，以4000轉/分直徑2毫米的圓鉆，于無菌生理鹽水滴注下，在長骨干部形成直徑2毫米的球形骨窗。

四、實驗觀察

觀察時間為術后3天，1、2周，1、2、3、4、5和10個月共9組.每次每組3只大鼠。觀察方法為肉眼、X線(’胃內埋植材料組)、組織病理學以及掃描電鏡檢查。觀察埋植部位局部有無變色、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，以及埋植體有無移動、排出、腐蝕變色等.1.組織病理學檢查: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結締組織特殊染色后觀察。骨內組: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線診斷機對大鼠后肢作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系。

五、實驗結果

1.肉眼觀察:三種材料的買驗組和對照組，在各觀察期均未見局部組織變色、壞死、膿腫、凄旨和腫瘤發生。埋值體周圍組織在術后l周時已無明顯充血。三種材料對組織的反應程度以鎳欽合金最輕，CFRC最重。2周時埋植體周圍均有纖維組織包繞;骨內組埋植體已與骨樣組織粘一合.在整個規察過程中，埋植體均末見排斥、變色、腐蝕和破壞現象.空白對照區的修復過程約為1個月.

2。組織病理學觀察:皮下組:三種材料埋植，觀察期3天時，炎癥反應均明顯，大量滲出纖維素;大量嗜中性白細胞;淋巴、單核及漿細胞中等量;充血及水腫明顯;鄰近肌纖維萎縮變性.1周時，炎癥反應為急性;未見纖維素滲出;少量嗜中性白細胞;淋巴，單核及漿細胞仍均屬中等，2周時轉為少量，2個月時僅極少量.5個月時只在埋植CFRC組有少許淋巴、單核和漿細泡.1周時，三種材料引起的充血和水腫均為中等，2周時為輕度，1個月時，鎳欽合金組和316L組已無充血。鄰近肌纖維到l個月時仍見萎縮.在1周和2周時，在CFRC組觀察到較多的多核巨細胞.修復過程見表l。

骨內組，觀察期3天時，埋植三種材料均有血腫形成;充血明顯;局部骨質有死骨殘余;有急性炎癥反應;大量嗜中性細胞;少量多核巨細胞.觀察l周時，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;鎳欽合金組仍見死骨殘余，316L組未見死骨;少量嗜中性細胞;多量淋巴和單核細胞;316L組只有少量多核巨細胞，CFRC組較多。2周時鎳欽合金組未見死骨，而316L組仍有少許死骨;淋巴和單核細胞在鎳欽合金組為少量，316L組偶見，CFRC組中等.炎癥反應，觀察期1個月時，鎳欽合金組已變輕微.2個月后未見鎳飲合金組有炎癥反應，CFRC組4個月時尚見輕度炎癥反應.修復過程。

3.X線觀察:埋植鎳欽合金，術后3天可見埋植體周圍與骨質之間有狹小間隙，l周時模糊，2周后消失，反應性新生骨出現，1個月時骨愈合完成。埋植體表面無吸收跡象。整個過程未見明顯炎癥陰影.316L組情況與鎳欽合金相似。而CFRC組在2個月時骨才愈Z‘口.

4.掃描電鏡觀察:埋植鎳欽合金10個月后，埋植體和埋植前表面同樣光潔.未經埋植的316L試樣表面光滑，在埋植10個月后，表面有點狀腐蝕區。未經埋植的CFRC表面結構呈山峰狀凹凸不平，埋植4個月后，表面已有大量組織覆蓋。

討論

實驗組和對照組在腐蝕后是否變色的情況相似.在單介質和人工汗中均無變色現象，而在模擬口腔介質的人工唾液及模擬體液的Hank尹s液中均有些變化，但是在動物體內埋植10個月以后的試樣卻未見變色.組織學觀察說明，埋植體對局部組織產生的反應，早期(3一7天)為急性炎癥反應，以滲出為主，以及局部變性和骨質破壞、死骨形成。隨著時間的推移(7一14天)，增生反應逐步取代了滲出性改變;炎性肉芽組織形成及骨膜細胞增生;血肺機化。14天~2個月，肉芽組織逐漸成為纖維組織，環形包圍埋植體，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反應。其中CFRC的組織反應較重，而鎳欽合金與316L之間未見明顯差別。埋植4、5、1。個月后的局部組織;其基本反應為修復過程與包裹埋植體過程的繼續.新生的纖維組織分別來自局部間充質細胞與骨內膜細胞。它們于埋植后4個月起，不再繼續增生而漸趨jjz熱.纖維組織疤夜化。新生骨多為膜內成骨，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過程完成最早。X線觀察的結果與組織病理學檢查相吻合。

掃描電鏡觀察進一步說明了對316L不銹鋼在機體內與高濃度的氯離子體液接觸中，產生電化學反應，從而發生腐蝕.同樣條件的鎳欽記憶合金則比較穩定.綜上所述，可見鎳欽合金、316L和CFRC三種材料作為異物進入機體內，在開始時均引起了程度不等的一系列反應，其中包括少量非特異性的異物巨細胞(多核巨細胞)，存在于手術時帶入的毛、炭末、死骨及縫線附近。

由于金屬離子或其氧化副產物的緩慢釋放，對周圍組織雖然產生刺激作用，但機體還能接受，埋植體通過結締組織包囊而與周圍組織隔離被留置下來、機體和埋植材料處于共存狀態〔i卜16〕。因此可以認為，本實驗的上述三種材料的生物相容性是良好的。其中實驗組鎳欽合金產生的炎癥反應輕，對局部組織損害小，組織修復過程時間短，與對照組316L及CFRC相比更好。對照組316L在掃描電鏡下觀察到的腐蝕現象，如在體內長期應用，可能會產生細胞毒素。

由于材料的腐蝕，不僅有來自316L本身成分移入周圍組織的直接化學反應，也有由于其生物退變所產生的物質所導致的間接化學反應。一方面程度不同地繼續刺激周圍組織，成為一種不穩定的因素.另一方面，主要的是由于這種腐蝕導致材料破壞。相比之下，實驗組鎳欽合金在動物機體內穩定，在體液中未見明顯的物理及化學變化，未見生物退變現象.在10個月觀察期內，所有被觀察的大鼠在埋植體局部都未見肺瘤增生。因大鼠平均壽命較短，鎳欽記憶合金是否會致癌問題，有待進一步研究。