兔肋软骨膜对肋软骨移植后生物力学性能影响的研究(2)
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1.3.2 压缩试验：将标本制成长1mm,直径4mm的圆柱形试件, 沿肋软骨长轴方向放置于试验仪托盘上, 以5mm/min的速度均匀压缩至破坏。分别测试各标本, 记录各最大压缩强度值及最大应变。
1.3.3 弯曲试验：将标本制作成长15mm，直径4mm的圆柱形试件，水平放置于弯曲试验的支点上,跨距15mm,作三点弯曲试验。分别测试各标本, 记录各最大弯曲强度值及弯曲破坏时间。
1.4 统计学处理：采用SPSS18.0行数据统计学处理，所有数据均采用(均数±标准差)表示，采用两独立样本t检验作统计学分析，P<0.05，具有统计学意义上的差别。
2 结果
2.1 拉伸试验：两组试件拉伸试验应力-应变曲线见图1。从该曲线可以看出埋植前带软骨膜组破坏应力明显大于不带软骨膜组，后者抗拉能力明显减弱。相同的应力作用时, 不带软骨膜组发生的应变更大。对两组的各标本进行计算, 结果表明带软骨膜组的平均极限抗拉强度为(3.38±0.17)MPa,平均最大应变为(8.04±0.33)%；不带软骨膜组的平均极限抗拉强度为(2.12±0.15)MPa，平均最大应变为(5.12±0.68)%， 两者相比差异有显著性意义(P<0.05) 。
2.2 压缩试验：两组试件压缩试验应力-应变曲线见图2。从图中可以看出不带软骨膜组破坏应力明显小于带软骨膜组。对两组的各标本进行计算, 结果表明带软骨膜组的平均最大压缩强度为(8.31±0.61)MPa，平均最大应变为(6.42±0.43)%；不带软骨膜组的平均最大压缩强度为(4.29±0.69)MPa, 平均最大应变为(4.01±0.31)%，两者相比差异有显著性意义(P<0.05)。
2.3弯曲试验：两组试件弯曲试验应力-时间曲线见图3。从该图可以看出, 虽然两组曲线近似, 但带软骨膜组发生破坏的时间为(36.01±3.88)s，明显长于不带软骨膜组的(23.50±3.56)s。对两组的各标本进行计算, 结果表明带软骨膜组的平均最大弯曲强度为(7.80±0.51)MPa，不带软骨膜组的平均最大弯曲强度为(4.52±0.30)MPa，两者相比差异有显著性意义(P<0.05)。
3 讨论
3.1 自体肋软骨由于前述各种优点，临床上应用广泛。然而，在取用肋软骨时，常面临着带不带软骨膜的选择。目前，国内外已有大量研究表明，肋软骨膜对肋软骨的生长和塑形有重要的影响作用。与不带软骨膜者相比，带软骨膜肋软骨移植后与周围组织黏连更为紧密，在长度、重量和体积方面的生长均优于同期不带软骨膜移植肋软骨，镜下亦可观察到软骨细胞更为活跃，胶原及蛋白多糖含量显著优于不带软骨膜者[4-5]。由于肋软骨的生物力学性能主要由其基质中的胶原纤维特别是Ⅱ型胶原纤维的数量、分布、空间排列及蛋白多糖的含量所决定[6]，因此，肋软骨膜对肋软骨组织学方面的影响，势必导致肋软骨生物力学性能的改变，进而影响肋软骨作为填充、塑形及支持材料应用于整形手术的效果。
3.2 本实验首次采用SHIMADZU(日本，AGS-X型)试验机对埋植于兔背部皮下12周的两组肋软骨进行生物力学测试, 分别测试并记录材料在拉伸、压缩、弯曲时的应力-应变关系曲线及应力-时间关系曲线。拉伸试验的结果表明,两组肋软骨的拉伸应力-应变曲线形状相似,均呈非线性指数关系[7]。从图1可看出, 两组肋软骨的拉伸破坏为延性断裂，即先屈服后断裂,带软骨膜组破坏应力明显大于不带软骨膜组，后者抗拉能力明显减弱。相同的应力作用时, 带肋软骨膜组发生的应变较小。对两组各标本进行计算, 结果显示带肋软骨膜组的最大拉伸强度和最大拉伸应变均大于不带肋软骨膜组, 表明后者的抗拉能力有明显的下降。由于抗拉强度主要与软骨基质中胶原的含量、分布以及空间排列有关, 拉伸强度的降低也间接反映了不带软骨膜组肋软骨的胶原特性次于带软骨膜者，与前人的组织学研究结果相一致[8]。
3.3 压缩试验结果表明, 两组的应力-应变曲线均呈现近似线性关系, 带软骨膜组破坏应力大于不带软骨膜组，两者有明显差别。计算结果显示, 带软骨膜组的最大压缩强度和最大压缩应变均大于不带软骨膜组, 表明不带软骨膜组肋软骨抗压能力确有下降。已有研究表明，软骨的抗压能力与软骨基质中胶原和蛋白多糖的变化均有关系[9],不带肋软骨膜组肋软骨抗压能力的下降也从侧面反映了软骨基质中胶原及蛋白多糖的特性变化均不如带软骨膜者。
3.4 弯曲试验中，虽然两组肋软骨的弯曲应力-时间曲线相似,但带肋软骨膜组发生破坏的时间明显长于不带肋软骨膜组；计算结果表明带软骨膜组肋软骨的最大弯曲强度也明显大于不带软骨膜组, 说明不带肋软骨膜埋植肋软骨的抗弯曲的能力降低。
3.5 本研究结果表明，带肋软骨膜埋植肋软骨的极限抗拉强度、抗压强度、弯曲强度等各项生物力学指标均明显优于不带肋软骨膜者。据此，我们可以推测，带软骨膜移植肋软骨可更好地对抗各种外力作用，取得并维持更为理想的手术效果。综合以上各方面因素，利用肋软骨进行整形再造手术时，应优先考虑所取肋软骨保留适量软骨膜。
[参考文献]
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[2]Qing-Hua Y,Yu-Peng S,Haiyue J,et al.The significance of the biomechanical properties of costal cartilage in the timing of ear reconstruction surgery[J].Plast Reconstr Aesthet Surg,2011,64(6):742-746.
[3]Guo BY,Liao DH,Li XY,et al. Age and gender related changes in biomechanical properties of healthy human costal cartilage[J].Clin Biomech,2007,22(3):292-297.
[4]徐志诚,胡廷泽,张银柱,等.肋软骨膜对肋软骨再生与塑形影响的实验研究[J].中国修复重建外科杂志,2001,15(6):363-365.
[5]张治家,章庆国,张娇.带骨膜软骨与不带骨膜软骨自体异位移植的实验研究[J] ......
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