新型生物活性椎间融合器的实验研究

目的：研究纳米羟基磷灰石/聚酰胺66（n-HA/PA66）椎间融合器复合重组人骨形态蛋白-2（rhBMP-2）对山羊颈椎的融合效果和可行性.方法：取30只成年雌性山羊,随机分为三组：n-HA/PA66椎间融合器组、复合rhBMP-2的n-HA/PA66椎间融合器组和自体髂骨组.所有山羊均行颈3～4椎间盘及部分椎体切除术,分别植入n-HA/PA66椎间融合器、复合rhBMF-2的n-HA/PA66椎间融合器和自体髂骨块,术后4周、12周行X线检查 术后12周行组织学和生物力学评估.结果：12周时复合rhBMP-2的n-HA/PA66椎间融合器与自体髂骨在山羊颈3、4椎间均可形成骨性融合,组织学、影像学及生物力学等各项测试指标比较,差异均无统计学意义（P＞0.05）.结论：n-HA/PA66椎间融合器具有良好的生物相容性、骨传导性、和生物力学特性,复合rhBMP-2后使其具有骨诱导性,加快了的椎间融合速度,是一种理想的椎间融合材料.     

新型生物活性椎间融合器的实验研究

目的:研究纳米羟基磷灰石/聚酰胺66(n-HA/PA66)椎间融合器复合重组人骨形态蛋白-2(rhBMP-2)对山羊颈椎的融合效果和可行性.方法:取30只成年雌性山羊,随机分为三组:n-HA/PA66椎间融合器组、复合rhBMP-2的n-HA/PA66椎间融合器组和自体髂骨组.所有山羊均行颈3～4椎间盘及部分椎体切除术,分别植入n-HA/PA66椎间融合器、复合rhBMF-2的n-HA/PA66椎间融合器和自体髂骨块,术后4周、12周行X线检查;术后12周行组织学和生物力学评估.结果:12周时复合rhBMP-2的n-HA/PA66椎间融合器与自体髂骨在山羊颈3、4椎间均可形成骨性融合,组织学、影像学及生物力学等各项测试指标比较,差异均无统计学意义(P＞0.05).结论:n-HA/PA66椎间融合器具有良好的生物相容性、骨传导性、和生物力学特性,复合rhBMP-2后使其具有骨诱导性,加快了的椎间融合速度,是一种理想的椎间融合材料.     

纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合人工椎体在颈椎前路减压融合术中的应用

目的探讨纳米羟基磷灰石/聚酰胺66（n-HA/PA66）复合人工椎体在颈椎前路减压融合术中恢复、维持颈椎曲度及椎间高度的效果。方法对38例颈椎病患者采用颈椎前路减压融合术,20例行n-HA/PA66复合人工椎体植骨（A组）,18例行自体髂骨植骨（B组）。比较两组植骨融合情况、融合节段椎间高度及Cobb角。结果两组均经6～15个月随访,均获植骨融合。术后3个月相对于术后1周融合节段椎体后缘高度及Cobb角改变,两组差异均有统计学意义（P〈0.05）;3个月后椎间高度变化均较小,两组比较差异无统计学意义（P〉0.05）。结论 n-HA/PA66复合人工椎体在维持椎体后缘高度和融合节段曲度方面均优于自体髂骨,且较快达到骨性融合。     

新型纳米生物活性接骨螺钉固定犬股骨髁间骨折

目的评估纳米羟基磷灰石(nano-hydroxyapatite,n-HA)/聚酰胺66(PA66)/玻璃纤维(glass fiber,GF)新型生物活性螺钉固定犬髁间骨折的效果。方法制备n-HA/PA66/GF生物活性螺钉。取24只成年中华田园犬,按随机数字表法分为2组:生物螺钉实验组和金属螺钉对照组。使用电锯将动物股骨外侧髁锯断造股骨髁间骨折,分别使用生物螺钉及金属螺钉固定骨折。术后4、8、12、24周行大体观察、组织学、CT片、生物力学及血常规、生化检测,术后24周行肝、肾、脾组织学检测。结果 2种螺钉均能有效固定犬髁间骨折。术后2组动物均活动正常,切口愈合良好。术后12周CT显示2组动物髁间骨折均已骨性愈合。组织学检测发现n-HA/PA66/GF螺钉表面被新生骨覆盖,新生骨不断钙化、成熟,骨-钉界面结合紧密。金属螺钉与骨之间存在较大间隙,螺钉周围骨组织被1层纤维组织包裹。生物力学测试证实2组最大推出载荷在术后4、8、12周无统计学差异(P>0.05),但在术后24周有统计学差异(P<0.05),推出生物螺钉所需的最大载荷比金属螺钉对照组大。生物螺钉实验组术后24周碱性磷酸酶水平升高[(58.8±14.49)U/L],2组其余外血常规、生化均正常。2组肝、脾、肾HE染色未见异常。结论 n-HA/PA66/GF生物活性螺钉具有良好的内固定性能和体内相容性。     

部分可吸收椎间融合器的设计及有限元分析

目的 设计部分可吸收椎间融合器(partially bioabsorbable interbody fusion cage,PBIFC),并应用有限元模型评估其生物力学性能.方法 采用纳米羟基磷灰石/聚酰胺66 (n- HA/PA66)和多聚氨基酸复合硫酸钙材料,设计并制作PBIFC.建立完整L3/4腰椎节段的有限元模型并验证;在该模型上,模拟经前路植入PBIFC或同外形非吸收型椎间融合器n-HA/PA66 cage,分别建立植入即刻和植入4周的有限元模型;在L3上表面施加400N轴向压缩预载荷和10 Nm扭矩,模拟脊柱压缩、前屈、后伸、旋转和侧屈5种运动,计算各模型的应力值及应力轮廓.结果 植入即刻,PBIFC模型植骨的应力高于n-HA/PA66 cage模型;融合器及终板应力低于n-HA/PA66 cage模型;两个模型终板应力轮廓未见明显区别.植入4周时,PBIFC模型植骨的应力高于n-HA/PA66 cage模型;融合器及终板应力低于n-HA/PA66 cage模型,且差值较植入即刻时更大;PBIFC模型的终板应力轮廓较n-HA/PA66 cage模型大.结论 PBIFC较相同外形的非吸收型融合器具有更多的优点,是一种适宜的新型椎间融合器.     

颈椎椎间融合器复合涂层及生长因子在山羊体内的融合效果评价

 目的 在活体山羊颈椎上比较自体三面皮质髂骨、帽式颈椎椎间融合器（hat type cervical intervertebral fusion cage,HCIFC）、表面喷涂羟基磷灰石的HCIFC及载有生长因子的羟基磷灰石涂层HCIFC的椎间融合效果。方法 将32头山羊随机平均分为4组：自体骨组、HCIFC组、羟基磷灰石涂层组及生长因子组。各组均行C₃~C₄椎间盘切除术并植入以上内植物。于术前、术后即刻及术后1、2、4、8、12周摄颈椎正、侧位X线片,于侧位X线片上测量平均椎间高度（disc space height,DSH）、椎间角（intervertebral angle,IVA）及前凸角（lordosis angle,LA）;术后12周处死动物,取C₃~C₄节段标本进行生物力学测定及组织学评估。结果 生长因子组的颈椎屈曲、后伸和侧屈的平均刚度显著大于其他组（P<0.05）;羟基磷灰石涂层组后伸、轴向旋转及侧屈的平均刚度显著大于HCIFC组和自体骨组（P<0.05）。影像学及组织学检测结果显示,3个颈椎椎间融合器组的椎间融合效果均好于自体骨组,其中生长因子组的融合效果最好。结论 羟基磷灰石涂层可以改善颈椎椎间融合器的融合效果,生长因子能促进骨融合。     

n-HA/PA66复合生物活性人工椎体在颈椎前路椎间融合治疗脊髓型颈椎病中的应用

目的 探讨纳米羟基磷灰石/聚酰胺(n-HA/PA66)复合生物活性人工椎体在颈椎前路椎间融合治疗脊髓型颈椎病中的应用效果.方法 自2003年12月至2007年8月应用纳米羟基磷灰石/聚酰胺(n-HA/PA66)复合生物活性人工椎体椎间融合结合钛板颈前路手术治疗26例脊髓型颈椎病患者,并成功随访24例,术后随访观察神经功能恢复情况及融合效果.结果 随访4～36个月,平均20.5个月,全部患者术后未见任何过敏或毒性反应.JOA评分从术前(9.3±2.1)分提高到术后(15.2±3.2)分,差异有统计学意义(P=0.023 2).术后X线片未见人工椎体塌陷、移位或脱入椎管,无钛板或螺钉松动及折断,无明显颈椎生理曲度改变,术后所有病例均获得椎间融合,融合时间(8.6±3.4)个月.结论 纳米羟基磷灰石/聚酰胺(n-HA/PA66)复合生物活性人工椎体具有良好的生物相容性和生物安全性,植入融合率高,牢固可靠,联合颈椎前路锁定钢板系统可以有效地进行颈椎前路融合和维持颈椎生理曲度.     

双表达重组腺病毒介导的骨形态发生蛋白2-9复合纳米羟基磷灰石/聚酰胺66融合器用于山羊椎间融合的效果评价

目的：比较双表达重组腺病毒介导的骨形态发生蛋白2-9（Adv-BMP2-9）与单表达Adv-BMP9和Adv-BMP2复合纳米羟基磷灰石/聚酰胺66（nHA/PA66)融合器用于山羊椎间融合的效果,验证BMP2与BMP9的协同成骨作用。 方法：选用40只中国青山羊行L2-3、L3-4和L 4-5腰椎间融合术,共融合120个腰椎间隙。每个腰椎间隙植入nHA/PA66 融合器复合以下4种腺病毒之一,Adv-BMP9（Adv-BMP9组,n=30）、Adv-BMP2 (Adv-BMP2组,n=30)、Adv-BMP2-9（Adv-BMP2-9组,n=30）和Adv-GFP（Adv-GFP组,n=30）。术后24周处死所有山羊,取出融合节段标本,行影像学评估和生物力学分析。 结果：X线检测,术前、术后各组间椎间隙高度(DSH）比较差异无统计学意义(P>0.05);各组标本椎间融合率,Adv-BMP2-9组为70% (21/30),Adv-BMP9组为53% (16/30),Adv-BMP2组为43% (13/30),而Adv-GFP组为30%（9/30）。各组椎间CT融合度评分,Adv-hBMP2-9组、Adv-hBMP9组、Adv-hBMP2组和Adv-GFP组依次为52.29±0.72、44.02±0.67、38.83±0.86和28.65±0.47,各组间比较差异均具有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。生物力学评估,Adv-BMP2-9组融合节段刚度大于Adv-BMP9组( P<0.05) ;Adv-BMP9组融合节段刚度大于Adv-BMP2组,但差异无统计意义(P>0.05)。实验期间各组山羊均未观察到局部或远处感染、发热和异物排斥反应。 结论：双表达Adv-BMP2-9复合nHA/PA66 融合器对山羊椎间融合效果优于单表达Adv-BMP9或Adv-BMP2,BMP2与BMP9具有协同成骨作用。     

颈椎椎间融合器融合效果的在体动物研究

目的在活体山羊颈椎上比较三面皮质自体骨、垂直圆柱体Harmscage及方盒形Carboncage的椎间融合效果。方法取24只成年雄性山羊，随机分为三组：自体骨组、Harmscage组及Carboncage组。所有动物均行C3-4椎间盘切除术并分别植入以上内植物。于术前、术后即刻及术后1、2、4、8、12周摄颈椎正侧位X线片，于侧位X线片上测量平均椎间高度、椎间角及前凸角；术后12周处死动物，取C3,4节段标本进行组织学评估。结果术后1周Carboncage组的平均椎间高度、椎间角及前凸角大于Harmscage组和自体骨组（P〈0．05）；术后12周两个cage组的平均椎间高度、椎间角及前凸角均大于自体骨组，差异有统计学意义（P〈0．05）。术后12周依据融合分级标准对三组进行影像学评估，和自体骨组比较，两个cage组的骨融合效果略好，但无统计学意义；组织形态学亦发现两个cage组的椎间融合效果较好，但与自体骨组比较差异无统计学意义。垂直圆柱体Harmscage中形成的新生骨量多于方盒形Carboncage。结论方盒形Carboncage具有良好的椎间支撑能力，而垂直圆柱体Harmscage的椎间融合效果更好。     

无前方钢板的嵌片＋聚醚醚酮复合材料融合器用于外伤性颈椎间盘突出症融合术治疗的效果观察

对20例单节段外伤性颈椎间盘突出症患者,术前经x线摄片及MRI检查排除骨折、脱位,行椎间盘摘除、无前方钢板的嵌片＋聚醚醚酮复合材料椎间融合器内自体髂骨植骨椎间融合术治疗。术后随访6-36个月,平均22个月,植骨融合时间平均4．9个月,复查x线摄片未见相关内固定并发症。此融合器为自稳型颈椎椎问融合器,内置自体髂骨,应用其行植骨椎间融合术是治疗外伤性颈椎间盘突出症的较好方法。