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椎间融合器对山羊颈椎的融合效果研究

目的研究纳米羟基磷灰石／聚酰胺66（n-HA／PA66）复合生物活性椎间融合器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,按随机数字表分为2组：n-HA／PA66复合生物活性椎间融合器组和自体髂骨组。所有山羊行颈3、4椎间盘及部分椎体切除术,分别植入n-HA／PA66复合生物活性椎间融合器和自体髂骨块,术后4、12、24周行CT检查;术后12、24周行组织学和生物力学评估。结果24周时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骨传导性和生物力学特性,达到了良好的融合效果,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。     

不同植骨材料椎间融合效果的实验研究

目的观察不同植骨融合材料在兔腰椎椎体间脊柱融合的愈合情况，探讨不同的植骨材料替代自体骨用于腰椎椎体间融合的可能性。方法试验组分5组：空白对照组、自体骨组、同种异体骨组、生物陶瓷+自体骨组、重组人骨形态发生蛋白（rhBMP-2）复合体组。椎体间移植后4、8、12周，通过大体观察、手法检测、影像学、生物力学和组织学方法评价脊柱愈合情况。结果术后12周，大体及手法检测显示空白对照组不能自行达到脊柱融合，融合率为0％（0/12）；自体骨组脊柱融合率为83.3%（10/12）；同种异体骨组为66.7%（8/12）；生物陶瓷+自体骨组融合率为66.7%（8/12）；rhBMP-2复合体组为100%（12/12），组织学显示成骨早，新骨形成量大，降解快，生物力学测试结果表明，自体骨组与同种异体骨组和生物陶瓷+自体骨组差异无统计学意义(P＞0.05)，rhBMP-2复合体组优于其它组(P＜0.05)。结论同种异体骨、生物陶瓷+自体骨、rhBMP-2复合体均能替代自体骨行脊柱椎体间融合，rhBMP-2复合体更能促进脊柱愈合，提高脊柱愈合的生物力学强度。     

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。     

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.     

壳聚糖-磷酸钙/rhBMP-2复合材料在兔腰椎椎间融合的应用

目的 研究壳聚糖(Chitosan,CS)-磷酸钙(calcium phosphate cement,CPC)材料复合重组人骨形态发生蛋白2(recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)在兔腰椎椎间融合的作用.方法 制备壳聚糖-磷酸钙(CS-CPC)支架,再将CS-CPC支架放入rhBMP-2溶液中浸泡,真空抽吸后,冷冻干燥.测量改良后CS-CPC支架的孔隙率及抗压强度,扫描电镜观察其超微结构;将CS-CPC/rhBMP-2复合材料植入兔肌袋模型中,用组织学方法检测其体内异位成骨能力及生物相容性.行兔前路腰椎椎间融合术(anterior lumbar intervertebral fusion,ALIF),A组植入自体松质骨,B组植入不含rhBMP-2的材料,C组植入复合有rhBMP-2的材料,D组不植入任何材料.通过X线、CT、组织学及生物力学等手段检测其成骨效果.结果 制备的复合rhBMP-2后的CS-CPC支架的空隙率为87%,压缩弹性模量为20 MPa.扫描电镜结果显示支架材料内部为多孔结构,孔径超过100 μm.CS-CPC/rhBMP-2复合材料在兔体内可异位成骨.兔腰椎椎间融合后3个月,A,C组显示有椎体融合.两组间融合节段的生物力学强度大致相同.B,D组无融合迹象.结论 CS-CPC/rhBMP-2复合材料具有良好的孔隙率、抗压强度及超微三维结构.在兔腰椎椎间融合中表现出良好的融合效果.有望成为脊柱融合术骨融合材料的替代材料.     

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。     

腹腔镜下多孔自固化磷酸钙人工骨复合重组人骨形态发生蛋白2在山羊腰椎体间融合中的作用

目的 通过腹腔镜技术行山羊椎体间融合,研究新型多孔自固化磷酸钙复合重组人骨形态发生蛋白2(rh-BMP2)的骨性融合情况.方法 选择14只体重均匀、成年山羊随机分为3组,行L4～L5椎间盘摘除+椎体间钛网植骨融合术.A组:切开自体骨钛网组;B组:镜下合成骨钛网组(CPC组);C组:镜下含rhBMP-2的合成骨钛网组(CPC/rhBMP-2组)(6只).于术后6、12周分批处死动物,进行大体标本、组织切片,影像学检查及生物力学分析.结果 腹腔镜下椎间盘软骨终板的平均切除率与切开组无统计学差异,术后3个月3组均获得骨性融合,但镜下CPC/rhBMP-2组的骨痂出现较前两组早,骨痂量多.结论 新型多孔自同化磷酸钙复合rh-BMP2在腹腔镜技术下能够达到山羊椎体间骨性融合,可作为一种合适的修复材料复合物,以期临床应用.     

壳聚糖-磷酸钙/rhBMP-2复合材料在兔腰椎椎间融合的作用观察

[摘要] 目的 研究壳聚糖(Chitosan,CS)-磷酸钙(Calcium Phosphate Cement,CPC)材料复合重组人骨形态发生蛋白2（recombinant human bone morphogenetic protein-2, rhBMP-2）在兔腰椎椎间融合的作用。 方法 制备壳聚糖-磷酸钙（CS- CPC）支架,再将CS-CPC支架放入rhBMP-2溶液中浸泡,真空抽吸后,冷冻干燥。测量改良后CS-CPC支架的孔隙率及抗压强度, 扫描电镜观察其超微结构;将CS-CPC/rhBMP-2复合材料植入兔肌袋模型中,用组织学方法检测其体内异位成骨能力及生物相容性。行兔前路腰椎椎间融合术（anterior lumbar intervertebral fusion,ALIF）,A组植入自体松质骨,B组植入不含rhBMP-2的材料,C组植入复合有rhBMP-2的材料,D组不植入任何材料。通过X光、CT、组织学及生物力学等手段检测其成骨效果。结果 制备的复合rhBMP-2后的CS-CPC支架的空隙率为87%,压缩弹性模量为20 MPa。扫描电镜结果显示支架材料内部为多孔结构,孔径超过100μm。CS-CPC/rhBMP-2复合材料在兔体内可异位成骨。兔腰椎椎间融合后3个月,A、C组显示有椎体融合。两组间融合节段的生物力学强度大致相同。B、D组无融合迹象。结论 CS-CPC/rhBMP-2复合材料具有良好的孔隙率、抗压强度及超微三维结构。在兔腰椎椎间融合中表现出良好的融合效果。有望成为脊柱融合术骨融合材料的替代材料。 [关键词] 壳聚糖-磷酸钙 骨形态发生蛋白 脊柱融合 组织工程