新型生物植骨材料的制備及其在脊柱矯形手術(shù)中的應(yīng)用研究.pdf

1、脊柱后路內(nèi)固定植骨融合術(shù)是目前公認(rèn)的療效最確切并且廣泛應(yīng)用的手術(shù)治療方法。但隨著研究的深入，人們逐漸認(rèn)識(shí)到想要取得長(zhǎng)期滿意的手術(shù)效果的關(guān)鍵在于術(shù)后的自身的骨性融合，而不僅僅是內(nèi)固定器械短期內(nèi)的穩(wěn)定作用。因此，骨性融合在脊柱外科手術(shù)中顯得極為關(guān)鍵。
　　目前已批準(zhǔn)在臨床常用的植骨材料主要有自體骨、同種異體骨和各種生物植骨材料，而這三者當(dāng)中作為骨移植材料的人工合成物質(zhì)受到了更多的關(guān)注。近年來，可任意塑形并能夠在體液條件下快速自固化的磷

2、酸鈣骨水泥（Calcium Phosphate Cement，CPC）是目前研究較透徹并被認(rèn)為是很有發(fā)展前景的一種生物活性人工骨材料。CPC固化后產(chǎn)物的化學(xué)成分與骨組織的無(wú)機(jī)成分相似，晶相結(jié)構(gòu)與骨組織相近，可根據(jù)缺損部位任意塑形，操作簡(jiǎn)便，克服了使用粉料和顆粒料成型困難、力學(xué)性能差、易于流失等問題。CPC目前抗壓強(qiáng)度的常見報(bào)道范圍一般為2OOMPa，介于皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨之間，已經(jīng)完全能夠適應(yīng)非承重部位的后路脊柱植骨融合的要求。
　　

3、骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)是一類酸性蛋白，廣泛存在于骨基質(zhì)中，能誘導(dǎo)間充質(zhì)干細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化，是目前所知最有效的骨誘導(dǎo)活性物質(zhì)，F(xiàn)DA已批準(zhǔn)將人重組BMP2（rhBMP2）應(yīng)用于脊柱前路融合術(shù)中。但BMP2在體內(nèi)很容易被體液稀釋及各種蛋白酶所降解，從而影響其在成骨界面發(fā)揮骨誘導(dǎo)作用。而通過處理將rhBMP2復(fù)合至CPC網(wǎng)孔支架中，則能夠起到緩釋作用：CPC人工骨材料充當(dāng)rhBMP2的緩釋載體，促進(jìn)其誘骨活性的發(fā)揮。在移植位點(diǎn)，一方面支架

4、引導(dǎo)骨組織向內(nèi)生長(zhǎng)，另一方面緩釋rhBMP2通過骨誘導(dǎo)性的方式產(chǎn)生新骨，即引導(dǎo)成骨和骨誘導(dǎo)雙重機(jī)制來完成融合過程。
　　目的：
　　運(yùn)用納米技術(shù)，制備出rhBMP2納米微囊。同時(shí)通過調(diào)整鈣磷比制備缺鈣CPC，再經(jīng)鹽析法制備出缺鈣CPC多孔支架，將兩者復(fù)合。通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證新型生物植骨材料的良好性能。為臨床應(yīng)用推廣提供基礎(chǔ)。
　　方法：
　　1.制備復(fù)合rhBMP-2的缺鈣磷酸鈣人工骨支架。
　　本實(shí)驗(yàn)利用脂

5、質(zhì)體的獨(dú)有特性，采用溶劑分散法制備rhBMP-2納米微囊，在局部堆積釋放，從而達(dá)到定向給藥的目的。通過調(diào)整不同種類磷酸鈣鹽的比例制備出缺鈣磷酸鈣，再經(jīng)鹽析法制備缺鈣磷酸鈣多孔支架材料。將兩者復(fù)合、固化成形得到復(fù)合rhBMP-2的缺鈣磷酸鈣人工骨支架。
　　2.進(jìn)行復(fù)合rhBMP-2缺鈣磷酸鈣人工骨的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。
　　選2-3個(gè)月年齡的健康成年新西蘭大白兔，在兔雙側(cè)股骨外髁植入預(yù)制的復(fù)合rhBMP-2缺鈣CPC支架(6mm×5m

6、m)樣品及未復(fù)合rhBMP-2的缺鈣CPC支架支架材料為對(duì)照樣品。分別于術(shù)后1個(gè)月和3個(gè)月取出標(biāo)本進(jìn)行觀察。
　　3.開展不同植骨材料應(yīng)用于青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸手術(shù)矯正后骨融合療效的對(duì)比研究。
　　納入80名AIS患者，其中66名為女性，14名為男性。從2008年到2013年，所有患者接受單純后路雙棒節(jié)段內(nèi)固定系統(tǒng)矯正植骨融合術(shù)治療。術(shù)中內(nèi)固定矯形部分完成以后，所有患者行術(shù)區(qū)行椎板及小關(guān)節(jié)突去皮質(zhì)處理，以制備植骨床。A組患者

7、采用自體髂骨聯(lián)合術(shù)區(qū)原位骨植骨。B組患者使用4-6包凍干同種異體骨骨條聯(lián)合術(shù)區(qū)原位骨植骨。C組患者應(yīng)用納米人工骨聯(lián)合術(shù)區(qū)原位骨入植骨。
　　結(jié)果：
　　1.成功制備了復(fù)合rhBMP-2的缺鈣磷酸鈣人工骨支架。
　　2.順利進(jìn)行了復(fù)合rhBMP-2缺鈣磷酸鈣人工骨的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證了新型植骨材料的優(yōu)異性能。復(fù)合rhBMP-2缺鈣CPC支架植入3個(gè)月后，缺鈣CPC支架大部分降解，骨缺損部位已經(jīng)完全修復(fù)，組織在缺損部位生長(zhǎng)良好

8、，其表現(xiàn)和正常的骨組織沒有差異。
　　3.本研究針對(duì)脊柱畸形矯形術(shù)后的骨融合這一熱點(diǎn)課題，在矯形術(shù)中采用了納米人工骨進(jìn)行植骨融合，并與傳統(tǒng)的自體髂骨移植和同種異體骨移植進(jìn)行了比較，臨床應(yīng)用過程中未發(fā)現(xiàn)納米人工骨使用過程中有過敏反應(yīng)、異物反應(yīng)、延遲融合、骨不連等融作用，其生物相容性良好，使用安全，高效，不僅可以用于青少年脊柱側(cè)凸，而且可以用于成人脊柱側(cè)凸及老年退變性脊柱側(cè)凸，效果顯著。
　　本研究收集了完整的臨床資料并加以整理

9、，通過比較不同組患者的平均植骨量及手術(shù)費(fèi)用，計(jì)算出單個(gè)患者的植骨費(fèi)用為8000元，比較納米人工骨植骨費(fèi)用與傳統(tǒng)植骨費(fèi)用，計(jì)算出單個(gè)患者采用納米人工骨可節(jié)省的治療費(fèi)用1000元，根據(jù)每年的治療總例數(shù)1800，計(jì)算出每年采用納米人工骨可為患者節(jié)省治療總費(fèi)用約180萬(wàn)元。
　　結(jié)論：
　　1.本課題以缺鈣CPC多孔支架為載體材料復(fù)合rhBMP-2，實(shí)現(xiàn)模型藥物的長(zhǎng)效緩釋給藥?？梢云鸬介L(zhǎng)時(shí)間緩釋，釋放率高，釋藥平穩(wěn)，在保護(hù)大分子藥物

10、的活性上也起到較好的作用。
　　2.復(fù)合rhBMP-2缺鈣磷酸鈣人工骨的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明了這種新型生物植骨材料對(duì)骨缺損修復(fù)效果良好，具有操作簡(jiǎn)便、安全無(wú)毒、生物相容性好、任意塑形、能夠在體內(nèi)降解吸收，骨缺損的愈合效果顯著，值得推廣。
　　3.本研究為納米人工骨廣泛在脊柱畸形矯形術(shù)中的應(yīng)用推廣提供了基礎(chǔ)。研究過程中建立了脊柱側(cè)凸融合效果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，建立了脊柱側(cè)凸臨床評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。本研究對(duì)脊柱畸形患者的治療具有重要的臨床應(yīng)用推廣價(jià)值，對(duì)