黄燕 刘馨

摘 要：为了更好地证明基于海藻酸钠的胶粘剂可以作为固定骨碎块的一种新型、先进的胶粘剂，现将海藻酸钠作为胶粘剂，开展固定骨碎块体外实验和动物实验。体外实验主要使用了猪股骨，并测量在不同时间段测量其于生理盐水中的剪应力。动物实验主要使用了大白兔实验材料，设置了对照组、空白组和实验组、并对其进行血生化检测、X线片拍摄。体外实验结果表明：基于海藻酸钠的胶粘剂完全可以固定在面积为1cm2的骨碎块中。动物实验结果表明：血生化检测后，发现术后3d、7d、14d的对照组和实验组在碱性磷酸酶方面没有明显的差异;X线片拍摄后，发现空白组和实验组均出现了明显移位现象，对照组骨折愈合时间类似;利用肉眼观察后，发现实验组的骨痴质量较低，出现针孔样腔隙现象。

关键词：海藻酸钠;胶粘剂;骨碎块固定;实验应用

中图分类号：TQ436 文献标识码：A     文章编号：1001-5922（2021）10-0018-04

Research on the Application of Adhesive Based on Sodium Alginate in the Fixation of Bone Fragments

Huang Yan ， Liu Xin

（Department of Surgery， Shiyan Maternal and Child Health Hospital， Shiyan 442000， China ）

Abstract：In order to better prove that the adhesive based on sodium alginate can be used as a new and advanced adhesive for fixation of bone fragments， sodium alginate is used as the adhesive to carry out in vitro and animal experiments on fixing bone fragments. In vitro experiment， pig femur was used to measure the shear stress in physiological saline at different time periods. The experimental materials of rabbits were used in animal experiments， including control group， blank group and experimental group， and performed blood biochemical testing and X-ray filming. The results of in vitro experiments show that the adhesive based on sodium alginate can be completely fixed in bone fragments with an area of 1cm2. The results of animal experiments showed that： after the blood biochemical test， it was found there was no significant difference in alkaline phosphatase between the control group and the experimental group at 3， 7 and 14 days after operation; after X-ray film was taken， it was found that there was obvious displacement in the blank group and the experimental group， and the fracture healing time in the control group was similar; by naked eye observation， it was found that the quality of bone in the experimental group was low and pinhole like lacuna appeared.

Key words：sodium alginate; adhesive; bone fragment fixation; experimental application

0 引言

最近幾年，在交通运输行业的不断发展下，粉碎性骨折类车祸事件屡见不鲜。对于骨碎块而言，其常用固定方法主要以缝合线捆扎固定法为主。但是，这种固定方法存在操作难度大、固定效果差、骨不连等问题。而基于海藻酸钠的胶粘剂出现和应用可以很好地解决这一问题，通过利用这种新型的胶粘剂，不仅可以提高骨碎块的粘合力，还能提高体内吸收能力，降低毒性。因此，如何将基于海藻酸钠的胶粘剂应用骨碎块固定中是相关人员必须思考和解决的问题。

1 实验材料与方法

1.1 体外实验

1.1.1 实验材料

体外实验所用到的实验材料主要以市面上销售的猪股骨为主。

1.1.2 实验方法

将瓜尔胶、羧甲基纤维素分别添加于海藻酸钠溶液中，并形成两种混合胶，前者被称为“A胶”，后者被称为“B胶”。取出猪股骨的皮质，并将其切割成57对形状、面积相仿的骨块，并将骨块表面进行打磨处理，使其表面粗糙程度相当[1]。然后，将其划分为A胶组和B胶组。接着，将室内温度控制在30～36℃，并使用A胶和B胶，对骨块进行粘接处理，同时，将粘接面积设置在1cm2左右，接着，将粘接好的骨块放置于CaCl2溶液中，浸泡时间控制在5s内，然后取出一部分溶液，分别测量该部分溶液在7、14和21d后所对应的剪应力。

1.2 动物实验

1.2.1 实验材料

动物实验所使用的实验动物是80只大白兔，这些兔的体重在2.4～2.6kg，所使用的试剂药物主要包含海藻酸钠、瓜尔胶、羧甲基纤维素钠、氯化钙、青霉素钠。所使用的主要仪器有扫描仪、恒温箱、光学显微镜、透射电子显微镜、光弹实验加力架[2]。

1.2.2 实验方法

将80只大白兔随机划分为3组，分别是对照组、空白组和实验组。3组均使用了大小一致的骨块，其中，对照组主要使用4号线，对其进行捆扎固定;空白组不需要做如何处理;实验组主要使用胶体进行固定处理。当缝合组织处理结合后[3]，对这些大白兔进行喂养，手术后，这些大白兔青霉素的抗感染时间可以持续5d。然后，于术后3、7、14d分别进行血液生化检测;在1、2、4、6和8周后对同侧肢体拍摄相应的X线片，并对骨痂的实际生长情况进行观察。

2 实验结果

2.1 体外粘接应力大小及随时间变化情况

体外骨块粘合剪应力测试结果和两胶随时间的应力变化曲线分别如表1所示和图1所示。从图1、表1中的数据可以看出，在固定1周后，发现两胶粘力达到峰值，在这之后，逐渐呈现出不断下降趋势。通过观察中后期的胶粘性效果发现，A胶粘力较高[4]。此外，根据羧甲基纤维素钠使用效果报道发现，A胶所获得的降解效果达到最佳;而瓜尔胶主要用于工业生产领域中，容易滋生大量的细菌，降低粘度，因此，在开展动物实验时，需要选用A胶作为实验材料。

2.2 观察术后动物一般情况及血液生化检测

术后各组所对应的实验动物在饮食、大小便方面表现良好，没有出现异常现象。同时，患肢肿胀于一周后症状逐渐消失。然后，采用抽血检测的方式[5]，于术后3、7和14d分别检测Na、Ca、P离子和碱性磷酸酶含量，测量结果如表2所示。然后，通过使用SPSS11.5软件，计算“P>0.05”，这说明实验组和对照组在Na、Ca、P离子和碱性磷酸酶含量方面没有表现出任何差异（P>0.05）。

2.3 骨痂的X线片表现

2.3.1 对照组

在术后1周后，骨折间隙图像比较清晰，没有形成明显的内外骨痂现象;在术后2周后发现，骨折间隙界面清晰，同时，骨折断端间距变大，仍然没有出现明显的内外骨痂现象;在术后4周后，发现骨折间隙变得逐渐模糊起来[6]，同时，还出现少量的骨痂现象，并形成部分连接骨痂，尽管上骨折线和下骨折线仍然可见，但是比较模糊。在术后6周后，骨折线比较模糊，骨痂出现塑性改造现象。在术后8周后，发现骨折线基本上已经消失，骨干外形出现连续现象。通过观察骨痂X线片，发现对照组没有出现骨块移位现象。

2.3.2 实验组

在术后1周后，X线片上一只大白兔出现骨块移位现象，其他上骨折和下骨折之间间隙清晰可见，没有形成内外骨痂现象;在术后2周后，发现有一只大白兔出现骨块移位现象，其他骨块之间的间隙比较清晰;在术后4周后发现，骨折界面开始变得模糊，上下骨之间的间隙形成少量的骨痂;在术后6周后发现，一只大白兔出现骨块移位现象，其他的大白兔骨位没有出现移位[7]，同时，上骨折线和下骨折线比较模糊，骨痂利用骨折线将移位骨块与正常骨块进行连接;在术后8周后，X线片上显示一只大白兔移位的骨块开始慢慢愈合，其他骨折线基本消失不见，骨髓腔逐渐恢复正常。

2.3.3 空白组

在术后2周后，X线片上显示2只大白兔没有出现骨块移位现象;在术后4周后发现，2只大白兔均出现骨块移位现象;在术后4周后发现，一只大白兔骨位正常，一只大白兔出现骨块移位现象，同时，骨块畸形慢慢愈合。

2.4 骨折处大体观察

在术后1周后，对照组大白兔骨折线内出现部分纤维结缔组织，当丝线去掉后，发现大白兔骨块移位现象消失;试验组大白兔骨折缝隙界面比较清晰，骨块固定效果达到最佳状态，四周的结缔组织变得更加紧密[8];在术后2周后，对照组骨折缝隙出现大量的结缔组织，当去掉丝线后，轻轻触碰骨块，骨块比较固定，没有移动;试验组的骨折之间的间隙填满了结缔组织，大量的残留胶被覆盖在内;在术后4周后，对照组和实验组的骨折之间的间隙形成少量的骨痂，同时，实验组没有出现少量的胶残留现象;在术后6周后，对照组和实验组的骨痂变得更加牢固、完整，而实验组的骨折间隙出现出现少量的针孔状骨痂。在术后8周后，实验组和对照组的骨折已经得到一定程度的愈合[9]，其中，对照组的骨痂比较完整，实验组的骨折线出现少量孔隙现象。

3 讨论

3.1 模型的建立与评价

基于海藻酸钠的胶粘剂在骨碎块固定中具有非常高的应用价值和应用前景，本动物实验模型建立主要是在体内粘接实验的基础上开展的，通过模拟体内牢固环境，实现对多个小骨块的粘贴和固定，不仅有效地保证了骨干生物学性能的完整性，还符合体内粉碎性骨折治疗需求。由此可见，该模型制作方法完全满足实验需要。

3.2 基于海藻酸钠的胶粘剂的应用及特点

基于海藻酸钠的胶粘剂的应用取得了一定的成效。该胶粘剂内部成分主要以海藻酸钠为主，而海藻酸钠具有较高的生物相容性，因此，它可以作为组织工程的重要媒介和载体，具有较高的医学功能。此外，动物细胞在海藻酸钠溶液中，所达到的生存状态与体内生存状态十分吻合，便于更好地保证动物细胞基质浓度。骨髓间充满了大量的干细胞，为激发动物细胞的分化潜能打下坚实的基础。而海藻酸钠作为一种理想的MSCs载体，具有以下优势：①缩短细胞之间的距离，增加细胞之间的接触面积，便于更好地传导细胞信号;②有利于更好地维持细胞的原型，提高多聚糖表达能力。

3.3 基于海藻酸钠的胶粘剂与其他骨用胶粘力比较 分析

化学胶粘剂在具体的应用中，主要通过借助粘合物，采用加聚反应的方式，提高固化速度，从而提高粘物粘牢效果。这种粘接方式在提高粘合性能方面具有重要作用，可以提高骨块的粘结固定能力，但是，容易出现固化物过硬问题。而本实验所使用的胶粘剂主要由羧甲基纤维素钠和海藻酸钠组成，这两种分子均属于高分子化合物，在粘接骨块方面占据着举足轻重的地位。其粘合力主要包含两种类型力，一种是机械力;另一种是分子间力。体外实验结果表明该胶粘剂在符合生理盐水相关标准和要求下，需要将骨块断面面积控制在1cm2左右，以达到提高骨碎块固定能力的目的。体内实验所得到的术后实验组出现骨块移位现象的大白兔仅仅达到了4只，而空白组出现骨块移位现象的大白兔数量较多，这说明基于海藻酸钠的胶粘剂完全符合体内固定需求，不仅可以降低毒性，还能提高细胞降解能力，为进一步提高骨碎块固定能力，缩短固定时间创造良好的条件。

4 结语

综上所述，基于海藻酸钠的胶粘剂具有较高的生物相容性，通过将其应用骨碎块固定中，对人体组织不会产生任何刺激性和毒性，在常温、常压条件下，就实现与骨碎块的高效粘合，有利于骨痂的正常生长，同时，还极大地提高了骨折愈合效果。因此，将基于海藻酸钠的胶粘剂作为固定骨碎块的一种新型、先进的胶粘剂具有很高的可行性和可靠性。

参考文献

[1]张建新.基于海藻酸钠的骨碎块生物粘胶的实验研究[D].厦门：厦门大学，2007.

[2]潘壮壮.海藻酸钠为主体胶作为骨碎块胶粘剂的实验研究[D].福州：福建中医学院，2007.

[3]张建新，高亚辉，潘壮壮，等.海藻酸钠为主体胶黏合骨碎块的体外实验[J].中国组织工程研究，2020，14（38）：7037-7040.

[4]李青俞，张建新，高亚辉，等.以海藻酸钠为主体的骨碎块生物粘合剂的初步筛选[C].兰州：兰州大学，2020.

[5]于剑昆.基于海藻酸钠固化制备高氯酸铵-金属盐复合物的方法（CN107488088A） [J].化学推进剂与高分子材料，2018，16（02）：91.

[6]李鑫.基于海藻酸钠粘结剂的锂离子电池硅基负极材料的性能研究[D].西安：陕西科技大学，2020.

[7]许冠哲.改性海藻酸钠水凝胶的制备及其在止血剂与医用敷料中的应用[D].上海：华东理工大学，2020.

[8]李洁诚，何山，周迎松，等.基于海藻酸钠与壳聚糖联用的复合蛋白酶固定化研究[J].2019，000（019）：159-161.

[9]周李念，连芩，呼延一格，等.基于明胶-海藻酸钠复合水凝胶的挤压式3D细胞打印研究[J].電加工与模具，2019（01）： 56-59.