目的:本课题利用中空多孔钛金属假体(HPTP)作为骨组织再生工程构架,观察兔体内假体周围及其内部骨生成的可能性,并探讨在假体内加载经过去抗原处理的牛松质骨基质(CBM)来提高成骨活性,从而促进金属假体与骨质达到相对一体化结合的可行性。希望实验结果能够为研制中空多孔人工关节假体或其他骨组织再生型骨植入物提供基础实验依据,对生物固定型人工关节的设计和改进有所帮助。方法:自行设计中空多孔(孔径2mm)和用作对照组的“实心无孔”钛金属假体。所有假体植入骨内部分与骨接触的表面均有羟基磷灰石(HA)涂层。实验分为三组:“实心无孔”假体组(SITP组,A组)、中空多孔假体组(HPTP组,B组)、中空多孔假体+牛松质骨基质组(HPTP+CBM组,C组),横向将各组植入体植入16只4～6月龄新西兰大白兔的股骨髁。实验动物饲养至第3、8、12周时取材,通过X线、普通光镜、荧光显微镜、扫描电镜以及骨组织形态计量软件等途径对金属假体和松质骨基质表面及其内部骨生成的情况进行观察;每组取6例第12周的标本进行生物力学检测,以比较分析各组植入体在体内的骨整合效果。用SPSS13.0软件进行统计分析,计量资料以均数±标准差((?)±s)表示。结果:三组假体外表HA涂层部分在不同时间点的骨生长情况类似,而B组和C组骨组织最终可长入假体2mm大小的圆孔,达到交锁固定的效果;但是B组假体内部骨组织形成困难,即使在12周时仍大部分为血块和纤维组织,其内混有少量稀疏的类骨组织,在假体内壁也可见薄层类骨状组织贴壁生长,而C组3周时即可见松质骨基质内有大量类骨组织生长,8周时松质骨基质已有部分被吸收,12周时中空腔内新生骨组织更加成熟,可达到更好的整合效果(但中空腔内仍未完全充满骨质)。在生物力学测试中,B组和C组的拔出力明显大于A组,但是B组和C组拔出力之间未见统计学差异。结论:一、组织形态学和力学结果均证明,中空多孔金属假体与“实心无孔”假体相比,其表面的多孔结构可明显改善假体和骨的整合,达到交锁固定的效果。二、在较大的中空多孔金属假体中空腔内加载松质骨基质等具有成骨活性的物质,可使假体内部更早、更好地生成骨组织,使各部分形成有机的整体结构。三、假体的HA涂层与周围骨质的结合能够获得很强的抗剪切强度,“实心无孔”假体抗剪切强度的薄弱环节主要应该是HA涂层和假体之间能够达到的结合强度。四、中空多孔金属假体的设计思路是可行的,本实验为进一步即将进行的组织工程学(TE)研究提供了实验模型和参照数据。初步证明2mm的孔径尺寸是该模型中一个合适的尺寸。本实验从体内角度证明,加载成骨活性物质的中空多孔假体较传统的实心假体具有优越性,至于如何更好地促进骨整合还需进一步研究。