细胞外基质涂层强化椎弓根螺钉界面固定的体内实验研究

背景：通过对椎弓根螺钉的细胞外基质成份涂层在幼羊体内传导、诱导骨生成的研究，指导涂层椎弓根螺钉在骨骼不断发育的脊柱侧凸患者中的应用。方法：随机将四组椎弓根螺钉植入2.5～3月龄的幼羊L2～L5双侧椎弓根内。一侧做静态实验，另一侧在L2-L3、L4-L5节段植入连接棒固定，观测随着年龄的增长，涂层螺钉在幼羊脊椎增长过程中所受力的变化，和涂层螺钉表面与周围骨组织的结合情况。3个月后，取出带有螺钉的腰椎，进行显微CT、组织形态学和生物力学观测。结果：无负荷下涂层椎弓根螺钉表面周围均有骨形成。胶原/硫酸软骨素/HA涂层表面骨形成最多，胶原/硫酸软骨素涂层和HA涂层两组间未见明显差别。椎弓根螺钉周围ROI的BMC、BMD、TMC、TMD、BVF、BS/TV和骨小梁连接密度等骨形态学参数，胶原/硫酸软骨素/HA涂层的最大，无涂层螺钉的最小。非负荷情况下，胶原/硫酸软骨素/HA涂层钛金属椎弓根螺钉的拔出力最大，没有涂层的螺钉的拔出力最小（P﹤0.01）。负荷状态下，各组椎弓根螺钉的最大拔出力均小于非负荷状态下的最大拔出力（P﹤0.01），各组间未见明显差异（P﹥0.05）。结论：在没有负荷的情况下，钛合金椎弓根螺钉的有机和无机细胞外基质成份涂层均可传导或诱导螺钉周围的骨形成。而胶原/硫酸软骨素/H涂层较其它涂层诱导骨生成的能力更强；在负荷状态下，各组螺钉周围均形成大量的结缔组织，各组间未见明显差异。