纳米羟基磷灰石/重组人骨形成蛋白-2复合人工骨的实验研究

目的：探讨纳米羟基磷灰石复合重组人骨形成蛋白-2人工骨（Nano-HA／rhBMP-2）的骨缺损修复能力，为临床骨缺损修复提供依据。方法：采用新西兰大白兔75只，单侧桡骨制备骨缺损动物模型，以Nano-HA／rhBMP-2复合人工骨植入骨缺损处进行修复作为实验组（A组），以Nano-HA人工骨（B组）及空白组（C组）作为对照组；术后4周、8周、12周分别行大体标本观察、X线、扫描电镜（SEM）、放射性核素骨扫描（ECT）及生物力学测试，综合评价Nano-HA／rhBMP-2复合人工骨对骨缺损的修复能力及对机体的影响。结果：Nano-HA／rhBMP-2复合人工骨、Nano-HA人工骨均可促进新骨形成，前者新骨形成量大，骨缺损修复能力明显优于后者，差异有统计学意义（P〈0．05）。结论：Nano-HA／rhBMP-2复合人工骨具有良好的骨缺损修复能力，可望成为一种理想的骨缺损修复材料。     

生脉成骨胶囊治疗股骨头坏死后股骨生物力学特性研究

目的：探讨生脉成骨胶囊治疗股骨头坏死后的股骨生物力学特性,评判药物的有效性,为临床提供科学依据。方法：采用２０只成年大白兔股骨分为模型组、治疗组与正常组进行生物力学实验应力分析,对股骨的强度、刚度进行系统检测。结果：（１）激素诱导的兔股骨头坏死模型组其股骨的强度和刚度明显下降,低于正常组和治疗组（Ｐ＜０．０５）。（２）生脉成骨胶囊治疗的兔股骨其强度和刚度明显高于正常组和模型组（Ｐ＜０．０５）;（３）生脉成骨胶囊对股骨头坏死治疗具有重要作用,能改善血运,促进愈合,加速骨化过程。结论：生脉成骨胶囊对股骨头坏死治疗在改善血运,促进坏死骨修复,恢复股骨头的力学性能上有积极的影响,十分安全有效。     

纳米羟基磷灰石人工骨修复骨缺损的实验研究

目的：探讨多孔Nano-Hydmxyapatite（Nano-HA）人工骨的骨缺损修复作用及相关问题，为临床骨缺损修复提供依据。方法：采用新西兰大白兔39只，单侧桡骨制备骨缺损动物模型，用多孔Nano-HA人工骨材料植入骨缺损处进行修复作为实验组，以HA人工骨材料及空白组作为对照组；术后4、8、12周分别行大体标本观察、组织学、X线、扫描电镜及生物力学测试，综合评价多孔Nano-HA人工骨对骨缺损的修复能力及对机体的影响。结果：Nano-HA人工骨和HA人工骨均可促进新骨形成，前者新骨形成量大，骨缺损修复能力明显优于后者，差异有显著性（P〈0．05）。结论：Nano-HA人工骨具有良好的成骨能力和生物相容性，可望成为一种理想的骨缺损修复材料。     

纳米双相陶瓷人工骨的成骨及降解

背景：烧结后的纳米羟基磷灰石结晶度很高,在体内很难降解;纳米β-磷酸三钙的降解速度太快,不利于体内生物组织在材料上附着,不利于引导成骨。 目的：观察纳米羟基磷灰石/纳米β-磷酸三钙双相陶瓷人工骨的成骨及降解性能。 方法：将36只青紫蓝兔随机分为实验组、对照组及空白组,制作左侧挠骨缺损模型,实验组与对照组分别植入纳米羟基磷灰石/纳米β-磷酸三钙双相陶瓷人工骨、纳米羟基磷灰石人工骨,空白组不植入任何材料。术后4,8,12周观察成骨和材料降解情况。 结果与结论：①术后12周时X射线：实验组可见材料基本降解,连续性骨痂通过骨缺损部位。对照组材料未见明显降解,骨缺损处有骨痂修复。空白组骨缺损未见修复。②术后12周时组织学观察：实验组材料孔隙内以骨细胞和成骨细胞为主,有少量软骨细胞,出现散乱的骨松质,材料完全降解。对照组材料孔隙内以骨细胞为主,有少量成骨细胞和软骨细胞,材料未见明显降解。空白组可见纤维结缔组织及胶原纤维。③术后12周时扫描电镜观察：实验组材料降解,骨缺损部位被新生骨松质取代。对照组材料未见降解,骨缺损部位大都被新生骨松质取代。空白组无明显骨重建。表明纳米羟基磷灰石/纳米β-磷酸三钙双相陶瓷人工骨具有良好成骨能力及降解性能。     

生物陶瓷及其BMP和TGF复合物修复节段性骨缺损及成骨效应的研究

目的 制备生物活性陶瓷细胞外基质复合材料,并通过动物体内骨植入研究,探讨人工骨材料对骨缺损的修复作用及相互作用机理,为骨替代材料临床应用提供依据.方法 合成TCP、CHA、HA,并将其作为BMP的载体,制备成TCP/BMP、CHA/BMP复合材料,植入兔桡骨10 mm骨缺损,同时加入TGF-β1,同时以单纯的TCP、CHA、HA材料组做对照.通过X线摄片及生物力学测定,扫描电镜及组织学染色分析等手段,观察新骨形成及材料的降解规律.结果 术后动物均无不良反应.复合材料组植入2周时,骨断端部位可见软骨细胞;4周时可见新生软骨及骨组织,并向板层骨转化;8周时材料界面可见板层骨形成,TCP、CHA材料明显降解吸收,骨形成量明显增加;16周时材料界面新生骨趋向成熟,CHA材料降解区域由大量板层骨、骨髓组织填充;24周时新骨形成进一步增加,骨组织接近正常,但HA降解不明显,复合材料组新骨形成量明显高于相应的单纯材料.骨组织标本放射学及扫描电镜检测结果与组织观察结果基本一致.16周生物力学测定最大负载、弯曲及张力指标接近正常,与相应的单纯材料相比差异有显著性意义,说明细胞外基质的加入不仅有效地促进了新骨的形成,同时也加速了新骨的钙化.结论 三种生物陶瓷是细胞外基质的理想载体,生物陶瓷基质复合材料对骨缺损有较强的修复能力,其中可降解生物陶瓷将是一类较为理想人工骨替代材料.     

纳米羟基磷灰石/丝素蛋白人工骨修复骨缺损

背景:为获得更加理想的人工骨材料,前期实验制备了纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合人工骨材料。目的:观察纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合人工骨材料修复骨缺损的效果。方法:将30只健康成年家兔随机均分为两组,制备单侧股骨中远段骨缺损模型,实验组于骨缺损处植入纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合人工骨材料,对照组于骨缺损处植入单纯羟基磷灰石,植入后4,8,12周取实验侧股骨,进行大体、X射线摄片、生物力学检测及组织学检查。结果与结论:随着时间的增长,两组生物力学强度逐渐增大,实验组术后不同时间点的生物力学强度均大于对照组(P0.05)。术后12周时,实验组植骨区表面连续且光滑,色泽正常,与周围骨质无明显区别,人工骨材料完全降解吸收、被新生骨质替代,骨缺损区已完全愈合;对照组植骨区表面不光滑,表面骨皮质连续,与周围骨质界限不清,人工骨材料降解不完全,骨缺损处由骨痂连接,材料与骨质结合较紧密,骨缺损部分修复。结果表明纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合人工骨材料可促进骨缺损修复,具有较强的成骨能力。     

纳米羟基磷灰石纤维蛋白凝胶复合重组人成骨蛋白1修复骨缺损

背景：纳米级的羟基磷灰石纤维蛋白凝胶材料与人体内组织成分更为相似,具有良好的生物与力学性能,但缺乏骨诱导作用。 目的：观察纳米羟基磷灰石纤维蛋白凝胶/重组人成骨蛋白1复合人工骨的骨缺损修复能力。 方法：制备新西兰大白兔单侧桡骨缺损模型后,以数字表法随机分为3组,分别植入不同材料行骨缺损修复：纳米羟基磷灰石纤维蛋白凝胶/重组人成骨蛋白1人工骨组、纳米羟基磷灰石/纤维蛋白凝胶组、空白对照组(未植入任何材料)。术后4,8,12周行大体标本观察、X射线、扫描电镜、放射性核素骨扫描及生物力学测试,比较各组材料修复骨缺损的能力。 结果与结论：术后4,8,12周,纳米羟基磷灰石纤维蛋白凝胶/重组人成骨蛋白1人工骨组X射线评分、成骨效果、放射性核素聚集强度、生物力学强度均高于纳米羟基磷灰石/纤维蛋白凝胶组(P < 0.05)。空白对照组骨缺损区无骨性连接,骨端硬化,骨缺损未能修复。说明纳米羟基磷灰石纤维蛋白凝胶/重组人成骨蛋白1复合人工骨具有良好的骨缺损修复能力,有望成为一种理想的骨缺损修复材料。     

不饱和聚磷酸酯复合聚富马酸二酯促进骨生成的作用研究*

目的通过动物实验观察小饱和聚磷酸酯（unsaturated polyphosphoester UPPE）复合聚富马酸二（1,2-丙二醇）酯[poly（propylene fumarate）PPF]修复骨缺损的效果。方法24只日本大耳白兔桡骨中段制作骨缺损动物模型,分成A、B两组,每组12只。右侧为实验组,A组填充UPPE—PPF,B组填充PPF;左侧为对照组,单纯缝合。在1、4、8、12周处死动物。通过X线检测和组织学观察评价其修复效果。结果在1、4、8、12周的X线检测均显示UPPE—PPF组的成骨效果优于PPF组和对照组,组织学检测同样表明UPPE-PPF组的成骨效果优于PPF组和对照组。结论UPPE-PPF材料促进成骨作用优于PPF材料,是一种有前景的骨缺损修每材料。     

自固化磷酸钙人工骨Ⅱ修复兔腱-骨损伤的生物力学变化

背景：磷酸钙人工骨与重组人骨形态发生蛋白2在实验中均有成骨诱导作用,有修复腱骨界面损伤的可能。 目的：评估自固化磷酸钙人工骨Ⅱ(含重组人骨形态发生蛋白2)修复兔肩袖腱-骨界面损伤后的生物力学变化。 方法：取27只成年健康家兔,其中3只直接取双侧肩关节腱-骨界面标本作为正常组,余下的24只家兔双侧肩关节接受兔肩袖急性断裂腱-骨止点重建手术,术中实验组12只填塞自固化磷酸钙人工骨Ⅱ,对照组12只不填塞任何药物。分别于术后2,4,8周采集标本行生物力学测试。 结果与结论：实验组各时间点肩袖腱-骨界面最大抗拉强度均高于对照组(P < 0.001),但低于正常组(P < 0.001);实验组术后8周肩袖腱-骨界面刚度高于对照组(P < 0.001),但低于正常组(P < 0.001)。表明自固化磷酸钙人工骨Ⅱ可以在术后早期提高兔腱-骨界面的最大抗拉强度和刚度,增强腱-骨界面结合力,促进腱骨界面愈合。中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程全文链接：     

MIIGX3硫酸钙骨水泥填充软骨下良性病变刮除后骨缺损的生物力学研究

目的:探讨MIIGX3硫酸钙骨水泥填充软骨下良性病变刮除后骨缺损的生物力学特点。方法:选择20例股骨近端骨软骨瘤患者,病变刮除后采用MIIGX3硫酸钙骨水泥填充,X线定期对骨吸收和自体骨替代过程进行观察,于术后6和12个月,确保MIIGX3硫酸钙骨水泥完全吸收并被自体骨替代,采用中心旋转测力机测定术后不同时期患侧下肢生物力学特性。结果:20例患者手术成功,切口一期愈合,MIIGX3完全吸收并被自体骨替代,时间11~13周,平均（12.23±1.22）周;术后12个月巴氏评分高于术后6个月（P<0.05）;术后12个月扭转1.5°时扭转刚度、扭转1.5°时扭矩、荷载800 N时压缩刚度均高于术后6个月,荷载800 N 时压缩位移小于术后6个月,差异均具有统计学意义（P<0.05）。结论:MIIGX3硫酸钙骨水泥填充软骨下良性病变刮除后骨缺损生物力学表现较好,患者术后恢复情况及日常生活活动能力均较满意,适合推广。     

下颌骨节段性缺损修复组织工程中珊瑚支架残留率的研究

目的探讨骨髓基质干细胞(bone marrow stromal cell,BMSC)复合珊瑚修复犬下颌骨节段性缺损支架的残留率。方法体外扩增、成骨诱导培养犬BMSC,分别将第二代细胞复合珊瑚后植入犬自体右侧3cm的下颌骨节段性缺损,术后12周(n=6),32周(n=6)取材后分别通过Micro-CT检测和大体、组织学图像分析骨修复、支架残留率和生物力学修复强度。结果 Micro-CT检测和组织学图像分析均表明,BMSC-珊瑚组组织工程骨12周时支架残留率显著高于32周(P0.05),而新骨随材料降解逐步成熟;生物力学显示术后32周力学强度显著高于12周(P0.05)。结论自体成骨诱导BMSC复合珊瑚形成的组织工程骨可良好修复犬下颌骨节段性缺损,随时间延长材料逐步降解,组织工程下颌骨进一步成熟。     

负载骨形态发生蛋白新型骨填充材料应用于椎体成形

背景：磷酸钙骨水泥克服了聚甲基丙烯酸甲酯的诸多缺点并具有良好的生物相容性。而负载复合重组人类骨形态发生蛋白2的磷酸钙骨水泥经固化后可具有微孔结构,可提高经皮椎体成形充填材料的临床价值。 目的：探讨以可注射型磷酸钙骨水泥和纤维蛋白胶作为共同载体,复合重组人类骨形态发生蛋白2,替代聚甲基丙烯酸甲酯应用于新西兰大白兔椎体成形的可行性。 方法：制备磷酸钙骨水泥/纤维蛋白胶/复合重组人类骨形态发生蛋白2新型复合材料。采用小鼠肌袋异位诱导成骨模型对不同植入材料进行骨诱导活性评价;模仿椎体成形观察新型复合材料和聚甲基丙烯酸甲酯植入兔椎体后的生物力学改变。 结果与结论：新型复合材料植入后2,4周碱性磷酸酶水平最高,植入后4周软骨细胞逐渐成熟,新骨形成,抗压强度和抗扭转强度明显低于正常椎体和聚甲基丙烯酸甲酯植入后(P < 0.05),8周后材料被进一步降解,抗压强度和抗扭转强度均有所上升,扛扭转强度与正常椎体相比无显著差别,但仍明显低于聚甲基丙烯酸甲酯(P < 0.05)。microCT提示其新生骨形成多而早,但聚甲基丙烯酸甲酯未见材料吸收及周围骨质长入。说明新型复合材料植入椎体后能够获得良好的骨诱导和骨传导功能,材料降解和新骨替代同步,接近于正常椎体的骨愈合,可望替代聚甲基丙烯酸甲酯应用于椎体成形。     

可降解高分子网状球囊及磷酸钙骨水泥椎体填充后的力学变化

背景：寻找具备生物力学性能与生物活性,椎体外渗漏率低的新型椎体填充材料已经成为研究的焦点。 目的：观察植入可降解高分子网状球囊并灌注磷酸钙骨水泥椎体的生物力学性能及骨水泥渗漏率。 方法：将32个猪单椎体标本随机分为4组,其中2组分别经单侧椎弓根注入2.5-3.0 mL聚甲基丙烯酸树脂骨水泥、2.5-3.0 mL磷酸钙骨水泥;其中1组首先植入可降解高分子网状球囊,然后填充2.5-3.0 mL磷酸钙骨水泥;最后1组为正常椎体。观察各组椎体的骨水泥外漏情况,经SCHENCK RSA-250 电子万能试验机测试各组椎体的刚度及强度。 结果与结论：聚甲基丙烯酸树脂骨水泥组椎体强度及刚度明显高于正常椎体(P < 0.05),磷酸钙骨水泥组椎体强度及刚度明显低于正常椎体(P < 0.05),可降解高分子网状球囊联合骨水泥组椎体强度及刚度接近正常椎体(P > 0.05),可降解高分子网状球囊联合骨水泥组骨水泥渗漏率较聚甲基丙烯酸树脂骨水泥组与磷酸钙骨水泥组降低(P < 0.05)。表明植入可降解高分子网状球囊联合磷酸钙骨水泥椎体的生物力学性能最接近正常椎体,骨水泥渗漏率校低。中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程全文链接：     

Tissue-engineered bone repair of goat-femur defects with osteogenically induced bone marrow stromal cells

Tissue engineering can generate bone tissue and has been shown to provide a better means of repairing weight-bearing bone defect. Previous studies, however, have heretofore been limited to the use of nonosteogenically induced bone marrow stromal cells (BMSCs) or the application of slow-degradation scaffolds. In this study, weight-bearing bone was engineered using osteogenically induced BMSCs. In addition, coral was used as a scaffold material, due to its proper degradation rate for the engineering and repair of a goat femur defect. A 25 mm long defect was created at the middle of the right femur in each of 10 goats. The rates of defect repair were compared in an experimental group of ten goats receiving implants containing osteogenically induced BMSCs and in the control group of goats (n = 10) receiving just coral cylinders. In the experimental group, bony union was observed by radiographic and gross view at 4 months, and engineered bone was further remodeled into newly formed cortexed bone at 8 months. There was increased gray density of radiographic rays in the repaired area, which was significantly different (p < 0.05) from that of the control group. H&E staining demonstrated that trabecular bone was formed at 4 months. Moreover, irregular osteon was observed at 8 months. Most importantly, the tissue-engineered bone segment revealed a similarity to the left-side normal femur in terms of bend load strength and bend rigidity, showing no significant difference (p > 0.05). In contrast, the coral cylinders of the control group showed no bone formation. Furthermore, almost complete resorption of the carrier had occurred, being evident at 2 months in the control group. H&E staining demonstrated that a small amount of residual coral particle was surrounded by fibrous tissue at 4 months whereas the residues disappeared at 8 months. Based on these results, we conclude that engineered bone from osteogenically induced BMSCs and coral can ideally heal critical-sized segmental bone defects in the weight-bearing area of goats.     

Cancellous bone repair using bovine trabecular bone matrix particulates.

At 5 and 15 weeks post-surgery, biomechanical and histological analyses of cancellous bone defects filled with the bovine trabecular bone matrix (BBM) and hydroxyapatite (Hap) particulates of dimensions 106-150 microm were investigated. It was observed that at 5 weeks post-surgery the stiffness properties of the BBM filled defects were significantly higher than those observed in the Hap filled defects (p < 0.01) but comparable to those recorded in intact cancellous bone from the same anatomical position. Histologically, no significant differences were observed in the percentage of new bone contact with the particles. The biomechanical properties of the Hap filled defects mirrored those in intact cancellous bone only at 15 weeks post-surgery. BBM particles thus appeared to accelerate the early healing of osteotomies. It is therefore suggested that particles of this bioceramic be the subject of intense research for more usage in both periodontal osseous defects and orthopaedic fractures.     

Autologous bone versus calcium-phosphate ceramics in treatment of experimental bone defects

Autologous bone grafting is currently considered the treatment of choice for correction of large bone defects. However, to avoid morbidity associated with autologous bone harvesting many artificial bone-substitute materials have been developed over the years. A new generation of resorbable materials is emerging, with promising results so far. In order to investigate the possibility to use one of these new materials as an alternative with better results than hydroxyapatite, an experimental study was performed. A new resorbable calcium phosphate particles and paste forms, the latter of which hardens in situ after application. In 28 sheep, a 3-cm segmental tibial defect was made and intramedullary fixed by an interlocking nail. Twelve weeks after defect filling, radiological, biomechanical, and histological examinations were performed. Mean radiographic and biomechanical tests results were compared with the Mann-Whitney test. Significance was set at p<0.05. Radiographically, the resorbable paste group performed better than all other groups. Biomechanical investigations showed a higher torsional stiffness (p=0.049) for the resorbable calcium-phosphate paste group in comparison with autologous bone. On histological examination, no adverse effects were observed in the calcium-phosphate groups. Resorption by osteoclasts was seen in the resorbable implants. In conclusion, the current study shows an advantageous radiological and mechanical outcome for resorbable calcium phosphates. This indicates that these new materials might be a potential alternative for autologous bone grafting in humans.     

体外模拟和体内植入实验分析磷酸钙骨水泥的降解活性

目的 研究CPC及CPC／BMP复合人工骨降解性能，寻找加快CPC降解的有效途径，方法将CPC作为BMP的载体制成CPC／BMP复合物，在体外模拟生理环境进行CPC和CPC／BMP复合物的溶解试验。通过植入小鼠肌袋和犬桡骨植入试验，观察材料在体内的降解情况和降解规律。结果BMP促进了CPC的体外溶解。肌肉内植入CPC／BMP可以异位诱导新骨形成。植入骨缺损后CPC／BMP可以诱导新骨形成，有效地修复骨缺损。新骨形成的同时，材料出现了较快的降解。CPC不能异位诱导新骨形成，骨缺损修复能力较弱，降解缓慢。结论CPC／BMF，生物活性人工骨具有理想的降解性能和成骨能力，可望成为新型的骨缺损修复材料。     

生物力学评价颈椎前路椎弓根螺钉植入骨质疏松椎骨内的稳定性

背景：前路颈椎间盘切除植骨融合是治疗颈椎病的有效术式,该术式能够提供坚强固定且植骨融合率相对较高。但是,对于2个节段以上同时受累的颈椎,由于植骨跨度较大,内固定和植骨块稳定性较差,容易产生植骨融合失败、假关节形成等并发症,影响疗效。 目的：观察颈椎前路椎弓根螺钉植入骨质疏松椎骨内的生物力学稳定性。 方法：纳入12具人颈椎骨,包括6具骨密度正常颈椎骨和6具骨质疏松颈椎骨,共60个椎骨标本资料进行分析,将30个骨质疏松椎骨标本植入颈椎前路椎弓根螺钉设为颈椎前路椎弓根螺钉组,将30个骨密度正常椎骨标本植入前路椎体螺钉设为前路椎体螺钉组。从上述两组中根据骨密度值抽取40个椎骨,分别设置为即时正常骨密度组、即时骨密度疏松组、疲劳正常骨密度组以及疲劳骨质疏松组,每组10个椎骨。采用双能X射线骨密度仪测定各椎体骨密度值,采用ElectroForce 3510材料试验机对两种螺钉进行生物力学指标测试。 结果与结论：颈椎前路椎弓根螺钉组骨矿盐含量、椎体螺钉拔出力、椎体螺钉拔出刚度、椎弓根螺钉拔出力、椎弓根螺钉拔出刚度均显著高于前路椎体螺钉组(P < 0.05)。颈椎前路椎弓根螺钉即时正常骨密度标本最大轴向拔出力、即时骨质疏松标本最大轴向拔出力、疲劳正常骨密度标本最大轴向拔出力、疲劳骨质疏松标本最大轴向拔出力均显著高于高于前路椎体螺钉(P < 0.05)。结果证实,与颈椎前路椎体螺钉相比,颈椎前路椎弓根螺钉在骨质疏松椎骨内生物力学性能更加稳定。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程     

新型可吸收骨水泥的制备及其应用于小牛椎体标本压缩性骨折椎体成形术的生物力学研究

目的 探讨聚富马酸丙二醇酯（PPF）/β-磷酸三钙（β-TCP）制备新型可吸收骨水泥的配方及其应用于小牛椎体标本压缩性骨折椎体成形术的生物力学性能研究。方法 采用两步法制备PPF,使用凝胶渗透色谱仪测量PPF的数均分子量、重均分子量及聚合度分布指数,使用MR氢谱对PPF进行结构分析。将制备好的PPF与β-TCP按照10∶1、5∶1、3∶1、2∶1配制不同热交联反应体系,制备4种不同配方的PPF/β-TCP可吸收骨水泥,选择抗压强度和压缩模量均较高的骨水泥进行后续实验。选取2~3岁健康小牛腰椎L₁~L₄节段标本4具,分离出16个椎体,使用牙托粉填平每个椎体的椎板凹陷部位,测量每个椎体的受力面积。选择椎体受力面积相近的10个椎体,按数字表法随机分为PPF/β-TCP组和甲基丙烯酸甲酯（PMMA）组,每组5个。PMMA组和PPF/β-TCP组椎体使用MTS-858力学机器制备压缩性骨折模型,对比2组完成模型制备时的椎体高度、抗压强度和刚度。PPF/β-TCP组和PMMA组分别使用PPF/β-TCP骨水泥和标准PMMA骨水泥对压缩骨折模型行椎体成形术,对比2组骨水泥注入量,术后椎体高度、椎体恢复百分比,椎体抗压强度、刚度。结果 PPF数均分子量为1 637±55,重均分子量为1 741±68,聚合分布指数为1.06。MR氢谱结构分析提示反应产物为PPF。配方1~4 PPF/β-TCP可吸收骨水泥抗压强度分别为（53.5±1.5）、（63.2±0.4）、（97.9±5.5）、（100.8±3.2）MPa,压缩模量分别为（0.97±0.04）、（1.05±0.05）、（1.10±0.10）、（0.45±0.18）GPa。选取压缩模量与抗压强度均高的配方3 PPF/β-TCP可吸收骨水泥用于椎体成形术。PPF/β-TCP组和PMMA组小牛椎体标本的椎体体积、高度、受力面积差异均无统计学意义（P值均>0.05）。PPF/β-TCP组和PMMA组的椎体压缩性骨折后高度、椎体成形术后椎体高度以及椎体高度恢复百分比差异均无统计学意义（P值均>0.05）。组内比较：PPF/β-TCP组椎体压缩性骨折椎体成形手术前后椎体抗压强度分别为（2 282±341）N和（1 848±219）N,椎体刚度分别为（215±27）N/mm和（182±15）N/mm,差异均无统计学意义（t=2.14、2.13,P值均>0.05）;PMMA组压缩性骨折椎体成形手术前后抗压强度分别为（2 350±289）N和（3 105±452）N,椎体刚度分别为（221±26）N/mm和（296±37）N/mm,差异均有统计学意义（t=2.81、3.21,P值均<0.05）。组间比较：PPF/β-TCP组与PMMA组术中骨水泥注入量差异无统计学意义（P>0.05）;PPF/β-TCP组与PMMA组发生压缩性骨折时椎体抗压强度和刚度差异均无统计学意义（P值均>0.05）,椎体成形术后椎体抗压强度和刚度PMMA组均大于PPF/β-TCP组,差异均有统计学意义（t=4.99、5.61,P值均<0.05）。结论 PPF与β-TCP按照3∶1配制的可吸收骨水泥具有与人椎体力学性能相近、交联温度低等特点。在治疗小牛椎体压缩性骨折模型时,PPF/β-TCP可吸收骨水泥与PMMA骨水泥术中注入量相近,两者恢复椎体高度的效果相当;且PPF/β-TCP可吸收骨水泥注入后椎体力学性能优于注入PMMA骨水泥者,具有替代PMMA骨水泥治疗椎体压缩性骨折的潜力。     

复合重组人骨形态发生蛋白2壳聚糖缓释水凝胶的新型HA/ZrO2多孔泡沫陶瓷人工椎体修复犬脊椎骨缺损

目的 研制复合重组人骨形态发生蛋白2(rhBMP-2)壳聚糖水凝胶的新型HA/ZrO₂多孔泡沫陶瓷人工椎体,并观察其修复beagle犬椎体骨缺损的能力。方法 离子交联法制备壳聚糖水凝胶作为rhBMP-2的缓释载体,扫描电镜下观察其微观形态,检测其载药量、包封率及缓释速率。将HA/ZrO₂多孔泡沫陶瓷人工椎体复合rhBMP-2壳聚糖水凝胶,构建新型HA/ZrO₂多孔泡沫陶瓷人工椎体。将12只beagle犬按数字表法随机分为3组,每组4只;均采用手术造成半径9 mm、高23 mm的半圆柱状L₄椎骨缺损模型,其中A组植入复合rhBMP-2壳聚糖水凝胶的新型HA/ZrO₂多孔泡沫陶瓷人工椎体,B组植入复合空白干燥壳聚糖的新型HA/ZrO₂多孔泡沫陶瓷人工椎体,C组植入实验犬自体髂骨。术后6、12、24周对实验犬行大体观察、X线影像学观察;术后24周取实验犬椎体标本行离体Micro CT新生骨量检测及生物力学检测。结果 制备所得壳聚糖水凝胶扫描电镜下呈3D网状结构,内部均匀分布壳聚糖微球,其负载rhBMP-2后包封率达91.88%±1.53%,载药量为(39.84±2.34)ng/mg;释放率第1天为28.32%±3.01%,第3天为48.92%±6.27%,第12天为74.40%±6.29%。术后6周C组动物平均活动度恢复较A组和B组快(P值均＜0.05),A、B组差异无统计学意义(P＞0.05);术后12、24周B组与C组活动度比较差异均有统计学意义(P值均＜0.05),A、C组差异均无统计学意义(P值均＞0.05)。术后6、12、24周X线影像学观察显示,A组椎体置换术后骨痂生成逐渐增多,植入材料与宿主骨之间的界线逐渐模糊,至24周时人工椎体周围新生骨与自体骨融为一体;C组在24周时出现明显非承重部位的骨吸收,出现较快的自体骨塑形;B组椎体置换术后人工椎体与自体骨的融合速度慢于A组和C组。术后24周标本Micro CT新生骨量检测结果显示,A组(145.38±18.52)mm³,B组(86.30±15.60)mm³,两组比较差异有统计学意义(t=4.879, P＜0.01)。术后24周A、B、C组手术节段椎体标本抗压强度分别为(14.03±1.67) MPa、(8.62±1.24) MPa、(13.79±1.43) MPa,A组和C组椎体极限抗压强度均高于B组(P值均＜0.01),而A组与C组比较差异无统计学意义(P＞0.05)。结论 复合rhBMP-2壳聚糖水凝胶新型HA/ZrO₂多孔泡沫陶瓷人工椎体能有效修复脊柱骨缺损,有望代替自体髂骨移植运用于临床骨缺损的修复。