目的:随着关节置换技术的不断发展及骨科治疗理念的更新,非骨水泥型关节(生物型关节)置换已成为了年轻患者选择的标准手术方法。此种假体能通过手术压配安装获得及时稳定,并可通过表面骨长入获得长久稳定。但大量研究发现,非骨水泥型关节置换早期仍然存在假体周围骨量丢失的现象,而且假体近端最为明显,进而影响了假体的初始稳定。其原因可能与进行扩髓、切割骨质进行骨面准备及打入假体时破坏了局部血液循环,造成骨组织损伤,激活破骨细胞,并促使成骨细胞凋亡,导致假体周围骨质吸收有关。若假体周围骨量丢失明显必然引发假体微动。研究表明,假体与骨界面间出现>150μm的初始微动可使骨生长受到抑制,此时界面处以纤维组织形成替代骨形成,骨整合难以实现。而且,界面微动可使关节液在假体-骨界面上泵出泵入,产生的液相压力切割假体-骨界面,在滑动关节表面产生的磨损颗粒和界膜中的炎性介质也被传送到界面上。磨损颗粒可诱发假体周围组织细胞产生一系列生物学反应,刺激巨噬细胞、成骨细胞、成纤维细胞等产生多种溶骨性因子,形成破骨细胞性骨吸收,同时影响成骨细胞的分化及功能,抑制骨形成,最终导致中后期假体松动。因此,如何抑制假体周围早期骨量丢失,促进新骨形成,提前达到假体表面骨长入,是预防假体后期松动的重要环节。双膦酸盐能特异性地与骨质中的羟基磷灰石结合,对骨质有很强的亲和力,能显著抑制破骨细胞活性,保护甚至刺激骨质重塑。近年来有研究发现,双膦酸盐除抑制破骨细胞活性外,还可抑制骨细胞及成骨细胞凋亡,并诱导成骨细胞增殖与分化,提高骨髓干细胞向成骨细胞转化的能力。伊班膦酸钠属于第三代含氮基的双膦酸盐(BPS),是最新一代抗骨吸收作用更强,毒副作用更小的药物,可静脉输注,使用方便。本实验旨在金属螺钉周围喷洒伊班膦酸钠溶液(浓度1mg/ml),在局部形成高浓度,验证其是否能抑制内植物周围早期骨吸收、同时促进早期新骨形成,增强内植物早期的固定作用。方法:12~18周龄新西兰大白兔44只,雌雄不限,体重2.5±0.6kg。将每只大白兔的左侧胫骨近端植入金属螺钉,局部应用伊班膦酸钠溶液(1mg/ml),作为实验组(A组);右侧胫骨近端植入同样的螺钉,局部应用生理盐水,作为对照组(B组)。术后每只动物肌注庆大霉素4万单位,连续3天,预防感染。术后2周:实验组(A组)与对照组(B组)标本进行HE染色,组织学观察骨-螺钉界面的纤维膜的成份,并测量纤维膜宽度。术后4周、8周:A组与B组标本进行HE染色、Masson三色染色,组织学观察,并用骨组织图像分析系统对两组的新生骨量进行测定;A组与B组螺钉进行生物力学打出试验,观察伊班膦酸钠对金属螺钉与骨结合强度的影响。所有动物处死前均行双胫骨近端x-ray摄片,比较不同时期螺钉周围成骨情况。所得实验组(A组)与对照组(B组)纤维膜宽度及生物力学测试的数据以均数±标准差( x±s)表示,采用SPSS13.0统计软件进行统计学处理,采用两样本均数比较的t检验的方法比较组间差异的显著性。结果:2周X光示:对照组螺钉周围有明显透光间隙,而实验组透光间隙较窄,两组螺钉-骨界面均未见明显新骨形成。组织形态学观察示:两组螺钉-骨界面均存在一层纤维组织膜,对照组纤维膜厚度0.660±0.077mm,实验组0.497±0.056 mm,实验组明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.001)。实验组纤维膜内可见少量散在的类骨样骨质,但对照组未见类骨样骨质。两组纤维膜外周均未见明显新生骨小梁形成。4周、8周X光示:对照组螺钉-骨界面间透光间隙减小,边缘及螺纹间可见少量新生骨形成,但螺钉与新生骨接触不紧密;实验组骨-螺钉界面未见明显透光间隙,均被高密度区替代,螺钉周围骨密度增高,螺纹间新骨形成明显。组织形态学观察示:两组螺钉-骨界面均见新生骨组织形成,实验组新生骨小梁数量及体积均明显高于同期对照组,Masson染色提示实验组新生骨小梁较同期对照组成熟。4周、8周螺钉-骨界面新生骨量(%)测定结果分别为:实验组69.024±5.190%、86.099±4.962%,对照组43.741±3.408%、55.920±5.411%,实验组均明显高于同期的对照组,差异有统计学意义(P<0.001)。4周、8周时,螺钉生物力学打出试验的最大剪切强度(Pm)分别为:实验组19.683±1.853Kpa、26.873±1.824Kpa,对照组14.333±0.949Kpa、23.523±1.836 Kpa,实验组均明显高于同期的对照组,差异有统计学意义(P<0.01)。结论:局部应用伊班膦酸钠(浓度为1mg/ml)可抑制骨吸收,同时促进早期新骨形成,增强内植物早期的固定作用,从而降低了中后期内植物松动的可能,其机制可能与局部伊班膦酸钠抑制了破骨细胞活性,促进了成骨细胞的增殖与分化,同时提高了骨髓干细胞向成骨细胞转化的能力有关。