钦记忆合金的医学基础研究范文

动物体内埋植实验

一、实验材料

镍钦记忆合金由上海钢铁研究所供给，镍钦比例为49，51.对照材料为316L不锈婀和碳纤维增强碳(含碳量>92肠)，分别由上海钢铁五厂和上海碳素厂供给。

二、实验动物

雌性大鼠，皮下埋植组体玉260士40克;，肾内理植组体重350士50克。每组各30只.

三、实验方法

皮下埋植材料组的试样为直径4毫米，厚l毫米的光滑圆片。骨内埋植材料组为直径2毫米光滑圆珠。实验前将镍钦合金试样经800‘Cl小时空冷及5000C30分钟空冷两次热处理，并酸洗氧化层。316L不锈钢试样经losoOC20分钟水冷，消除应力〔11〕。再经酸洗去除氧化层。碳纤维增强碳(CFRC)则经浓硝酸去除杂质.试样均常规高压消毒.1.埋植部位:皮下:在大鼠背部，自脊中线至外侧0.5厘米，沿骼上缘向前1.5厘米作后侧埋植切口(长1.5厘米).后侧切口向前，间隔3厘米处作前侧埋植切口。

在切口外侧1厘米皮下埋植试样。右后侧(镍钦合金)，右前侧(CFRC)，左后侧(316L)，左前侧(空白手术)。空白对照为单纯手术，即同样迸行皮下钝剥离，了比不放任何物件。骨内:分别在股骨外侧上/4和2/4交界处，及胫骨内侧上1/4和2/4交界处骨内(至骨髓)埋入试样。29右股骨(镍钦合金)，左股骨(316L)，右胫骨(CFRC)，左胫骨(空白手术)。空白对照处同样形成骨窗。2.手术方法:全身麻醉〔12〕，常规方法手术.骨内组，以4000转/分直径2毫米的圆钻，于无菌生理盐水滴注下，在长骨干部形成直径2毫米的球形骨窗。

四、实验观察

观察时间为术后3天，1、2周，1、2、3、4、5和10个月共9组.每次每组3只大鼠。观察方法为肉眼、X线(’胃内埋植材料组)、组织病理学以及扫描电镜检查。观察埋植部位局部有无变色、坏死、脓神、矮孔形成、组织增生、肿瘤、炎症、骨新生和吸收、肉芽形成和纤维化，以及埋植体有无移动、排出、腐蚀变色等.1.组织病理学检查:皮下组:完整取出埋植体周围组织，固定、包埋、切片，H.E染色及MasS0n结缔组织特殊染色后观察。骨内组:股骨和胫骨分别连同埋植体周围软组织，固定、脱钙后摘出埋植体，其他步骤同皮下组。2.X线检查:处死功物，用KE一200型X线诊断机对大鼠后肢作X线摄片。46kV，50mA，曝光0.1秒。3.扫描电镜观察:用肉眼及SEM观察埋植体的色泽、光洁度变化和与周围组织的关系。

五、实验结果

1.肉眼观察:三种材料的买验组和对照组，在各观察期均未见局部组织变色、坏死、脓肿、凄旨和肿瘤发生。埋值体周围组织在术后l周时已无明显充血。三种材料对组织的反应程度以镍钦合金最轻，CFRC最重。2周时埋植体周围均有纤维组织包绕;骨内组埋植体已与骨样组织粘一合.在整个规察过程中，埋植体均末见排斥、变色、腐蚀和破坏现象.空白对照区的修复过程约为1个月.

2。组织病理学观察:皮下组:三种材料埋植，观察期3天时，炎症反应均明显，大量渗出纤维素;大量嗜中性白细胞;淋巴、单核及浆细胞中等量;充血及水肿明显;邻近肌纤维萎缩变性.1周时，炎症反应为急性;未见纤维素渗出;少量嗜中性白细胞;淋巴，单核及浆细胞仍均属中等，2周时转为少量，2个月时仅极少量.5个月时只在埋植CFRC组有少许淋巴、单核和浆细泡.1周时，三种材料引起的充血和水肿均为中等，2周时为轻度，1个月时，镍钦合金组和316L组已无充血。邻近肌纤维到l个月时仍见萎缩.在1周和2周时，在CFRC组观察到较多的多核巨细胞.修复过程见表l。

骨内组，观察期3天时，埋植三种材料均有血肿形成;充血明显;局部骨质有死骨残余;有急性炎症反应;大量嗜中性细胞;少量多核巨细胞.观察l周时，三组均仍有血肿;镍钦合金组轻度充血，316L组有中等程度充血;镍钦合金组仍见死骨残余，316L组未见死骨;少量嗜中性细胞;多量淋巴和单核细胞;316L组只有少量多核巨细胞，CFRC组较多。2周时镍钦合金组未见死骨，而316L组仍有少许死骨;淋巴和单核细胞在镍钦合金组为少量，316L组偶见，CFRC组中等.炎症反应，观察期1个月时，镍钦合金组已变轻微.2个月后未见镍饮合金组有炎症反应，CFRC组4个月时尚见轻度炎症反应.修复过程。

3.X线观察:埋植镍钦合金，术后3天可见埋植体周围与骨质之间有狭小间隙，l周时模糊，2周后消失，反应性新生骨出现，1个月时骨愈合完成。埋植体表面无吸收迹象。整个过程未见明显炎症阴影.316L组情况与镍钦合金相似。而CFRC组在2个月时骨才愈Z‘口.

4.扫描电镜观察:埋植镍钦合金10个月后，埋植体和埋植前表面同样光洁.未经埋植的316L试样表面光滑，在埋植10个月后，表面有点状腐蚀区。未经埋植的CFRC表面结构呈山峰状凹凸不平，埋植4个月后，表面已有大量组织覆盖。

讨论

实验组和对照组在腐蚀后是否变色的情况相似.在单介质和人工汗中均无变色现象，而在模拟口腔介质的人工唾液及模拟体液的Hank尹s液中均有些变化，但是在动物体内埋植10个月以后的试样却未见变色.组织学观察说明，埋植体对局部组织产生的反应，早期(3一7天)为急性炎症反应，以渗出为主，以及局部变性和骨质破坏、死骨形成。随着时间的推移(7一14天)，增生反应逐步取代了渗出性改变;炎性肉芽组织形成及骨膜细胞增生;血肺机化。14天~2个月，肉芽组织逐渐成为纤维组织，环形包围埋植体，外有软骨性骨痴及新生骨小梁形成骨性外壳。

镍钦合金、316L和CFRC都具上述同样组织学反应。其中CFRC的组织反应较重，而镍钦合金与316L之间未见明显差别。埋植4、5、1。个月后的局部组织;其基本反应为修复过程与包裹埋植体过程的继续.新生的纤维组织分别来自局部间充质细胞与骨内膜细胞。它们于埋植后4个月起，不再继续增生而渐趋jjz热.纤维组织疤夜化。新生骨多为膜内成骨，有骨髓腔形成.骨小梁方向逐渐成层.其中以埋植镍钦合金的组织修复过程完成最早。X线观察的结果与组织病理学检查相吻合。

扫描电镜观察进一步说明了对316L不锈钢在机体内与高浓度的氯离子体液接触中，产生电化学反应，从而发生腐蚀.同样条件的镍钦记忆合金则比较稳定.综上所述，可见镍钦合金、316L和CFRC三种材料作为异物进入机体内，在开始时均引起了程度不等的一系列反应，其中包括少量非特异性的异物巨细胞(多核巨细胞)，存在于手术时带入的毛、炭末、死骨及缝线附近。

由于金属离子或其氧化副产物的缓慢释放，对周围组织虽然产生刺激作用，但机体还能接受，埋植体通过结缔组织包囊而与周围组织隔离被留置下来、机体和埋植材料处于共存状态〔i卜16〕。因此可以认为，本实验的上述三种材料的生物相容性是良好的。其中实验组镍钦合金产生的炎症反应轻，对局部组织损害小，组织修复过程时间短，与对照组316L及CFRC相比更好。对照组316L在扫描电镜下观察到的腐蚀现象，如在体内长期应用，可能会产生细胞毒素。

由于材料的腐蚀，不仅有来自316L本身成分移入周围组织的直接化学反应，也有由于其生物退变所产生的物质所导致的间接化学反应。一方面程度不同地继续刺激周围组织，成为一种不稳定的因素.另一方面，主要的是由于这种腐蚀导致材料破坏。相比之下，实验组镍钦合金在动物机体内稳定，在体液中未见明显的物理及化学变化，未见生物退变现象.在10个月观察期内，所有被观察的大鼠在埋植体局部都未见肺瘤增生。因大鼠平均寿命较短，镍钦记忆合金是否会致癌问题，有待进一步研究。