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骨植入试验

相关实验:植入后局部反应试验

最新修订时间:

简介

骨植入试验是将植入物样品植入实验动物的骨组织内,对试验材料植入物与准许临床使用的对照材料植入物的组织学反应进行比较的生物学评价试验方法。

材料与仪器

器材:

骨钻(一般可选用 Φ2~4 mm 规格)、小型电动钻机、手术剪、组织剪、止血钳、拉钩、巾钳、平镊、齿镊、骨膜剥离器、手术刀柄、钻头、戊巴比妥钠、生理盐水、洞巾、针、一次性口罩帽子、碘伏、医用纱布、30 ml 注射器、5 ml 注射器若干、橡胶手套。

试剂:

① 生理盐水
② 青霉素

步骤

骨植入试验的基本过程可分为如下几步,以实验家兔为例:

(一)植入试验步骤


A 将实验动物在手术台上固定,除去股部外侧被毛,常规碘伏消毒去毛区皮肤,铺盖手术巾,手术区域约 5 cm x 5 cm。

B 在动物股部沿股骨长轴作一切口,长 3~4 cm。钝性分离皮下组织,沿两肌束间钝性分离,暴露股骨,用骨剥推开骨膜,为避免过热使局部组织坏死,用低速钻在喷水条件下(示例图 10-5-5,图 10-5-6),在股骨外侧,远、中、近端、钻孔 φ2 mm 各一个,将试验与对照样品植入孔内。轻轻用手加压,使样品平孔口或略突出孔口。手术应在无菌状态下进行,并采用对植入部位损伤最小的方法。关闭切口并分层缝合肌肉、皮下织和皮肤。碘伏消毒伤口。样品及对照材料植入部位如图 10-5-7 所示。试验周期为 2 周、4 周、12 周和 26 周或者 52 周。
C 在植入期内适当的间隔期观察每只动物,并记录任何异常现象,包括局部、全身和行为异常。分别在植入后 2 周、4 周、12 周和 26 周后取样,各取 4~5 只试验兔,经过量戊巴比妥钠静脉注射或其他无痛方法处死实验动物后,沿股骨作纵向切口,分离皮下和肌肉组织(图 10-5-8)。
D 分离并取股骨,置于 20% 甲醛溶液内固定,固定 1 周后,再切取试样及周围骨组织,进行脱钙后的软组织处理或者直接进行硬组织处理,制备切片和染色观察。若进行软组织处理,样品须置有机酸和无机酸混合脱钙液中脱钙,陶瓷类产品随着脱钙的进行样品逐渐被混合酸脱去而消失。高分子聚合材料、钛金属或者不能被脱钙液脱去的样品在骨内无机物被脱去后可直接将样品从植入部位取出,然后进行软组织切片处理。在植入样品取出的过程中,会造成植入样品与骨组织界面破坏,操作时需要特别小心。上述样品也可以直接进行硬组织包埋切片染色处理,而无需进行脱钙后的软组织处理。

(二)试验观察指标及试验结果


A 肉眼观察试验与对照动物一般状态,体重变化。试验与对照样品植入后创口愈合情况,各时期动物的创口有无发红、水肿或出血等改变。

B 显微镜观察的生物反应指标包括:纤维化/纤维囊腔和炎症程度;由组织形态学改变而确定的变性;材料/组织界面炎症细胞类型,即中性粒细胞、淋巴细胞、浆细胞、嗜酸性粒细胞、巨噬细胞及其他多核细胞的数量和分布;根据核碎片和(或)毛细血管壁的破裂情况确定是否存在坏死;其他指标,如材料碎片、脂肪浸润、肉芽肿等;对于多孔植入材料,定性、定量测定长入材料内的组织,观察指标见表 10-5-5 和表 10-5-6. 观察指标的处理方法见表 10-5-7,组织反应程度分级判定方法见表 10-5-8。
C 特别注意要观察组织与材料的界面处。应评价植入物与骨的接触面积和植入物周围骨的数量以及其间的非钙化组织,界面处有无非矿化组织存在,有无骨吸收及骨形成,骨植入后组织切片观察参见示例图 10-5-9,图 10-5-10,图 10-5-11。

注意事项

1 动物麻醉

通常可应用戊巴比妥钠静脉注射麻醉动物,实验兔剂量为 40 mg/kg,一般用生理盐水配制为 2% 的质量比浓度。可配合速眠新(846)进行肌内注射。配合麻醉时根据具体情况而定,一般肌内注射速眠新 0.1~0.3 ml。实验犬使用戊巴比妥钠剂量为 30 mg/kg,麻药配制质量比浓度一般为 3%。也可选用其他适宜的麻醉药麻醉实验动物。

2 试样制备

固体材料(不包括粉剂)注意材料形状、密度、硬度、表面光洁度,每一植入物都应经过与最终产品相同的制造、处理、污物清除及灭菌过程。植入样品制备并灭菌后,应特别注意在植入前或植入过程中不使其受到擦伤、损坏或任何污染。

非固体材料包括液体、糊状物和颗粒状物,其形状与固体材料不同,可在使用前将其成分调合并在材料固化后种植(如骨水泥、齿科材料)。这些材料也可以装入管内做植入试验,常用的有聚乙烯(PE),聚丙烯(PP)或聚四氟乙烯管,试验前将装样管用 70% 乙醇(v/v)和蒸馏水清洗,并经高压蒸汽或其他临床使用的适当的方法灭菌。材料装入管中时,管端部须充填平整,应防止试验材料管外表面受到污染,避免管内存有气泡,确保管内填充材料端部表面及管子端部光滑。

对照样品的尺寸、形状,特别是表面条件,应尽可能与试验样品一致。如试验材料装在管内,对照样品则应为与管子同样材料的杆状体,且其直径与管子外径相同。对照样品所采用的处理、清洗及灭菌方法应与试验样品相同的处理方法。

骨植入样品可以加工成螺纹状或刻有螺纹的样品,以使植入物在骨内能保持最初的稳定性。如无法加工成螺纹状,可制成圆柱形。试验样品的尺寸根据所选用的实验动物及其骨组织的大小来决定,可采用下列尺寸。家兔,直径 2 mm,长 6 mm 的柱状植入物;犬、绵羊和山羊,直径 4 mm,长 12 mm 的柱状植入物;样品为矫形外科骨内螺纹式植入物时,样品直径 2~4.5 mm,实验动物为家兔、犬、绵羊、山羊和猪。

样品植入动物股骨或胫骨内(较常用的为股骨植入法),试验和对照样品应植于相同的解剖部位,通常分别植入对侧股骨,家兔每只最多 6 个植入部位,3 个试验样品和 3 个对照样品。犬、绵羊、山羊或猪每只最多 12 个植入部位,6 个试验样品和 6 个对照样品,通常每侧植入部位植入 4~5 个样品。任何一只动物的植入量不应多于 12 个。


来源:丁香实验

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