復(fù)合rhBMP-2可注射磷酸鈣骨水泥在椎體成形術(shù)中的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、研究目的:在對(duì)自主研發(fā)的一種新型納米級(jí)磷酸鈣骨水泥材料的研究基礎(chǔ)之上，以這種可注射材料作為載體，將rhBMP-2復(fù)合其中，制成復(fù)合rhBMP-2的可注射磷酸鈣骨水泥。通過(guò)對(duì)復(fù)合材料的注射性能以及獼猴椎體成形術(shù)植入的一系列研究，探討這種材料的可注射性和替代注射型聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作為椎體填充材料的可行性。 方法1材料的注射性能研究比較復(fù)合rhBMP-2的可注射磷酸鈣骨水泥、單純可注射磷酸鈣骨水泥和注射型PMMA三種材料。

2、 1.材料固液相混合攪拌，浸泡于37C的生理鹽水，測(cè)定材料的黏結(jié)時(shí)間。 2.采用Gilmore雙針?lè)y(cè)定材料的初凝和終凝時(shí)間。 3.通過(guò)改良的Ginebra注射能力系數(shù)法，在快慢兩種速度下測(cè)定材料的注射能力系數(shù)。 4.待最大黏結(jié)時(shí)間后將材料浸泡于37℃恒溫水箱的生理鹽水中1小時(shí)，通過(guò)稱(chēng)重的方法測(cè)定材料的稀散率。 5.將材料做成標(biāo)準(zhǔn)大小的固化樣本，在垂直壓縮載荷下測(cè)量材料的抗壓強(qiáng)度和剛度。

3、6.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，比較兩種磷酸鈣骨水泥和PMMA之間可注射性能的異同，了解復(fù)合rhBMP-2后對(duì)材料的可注射性能有無(wú)影響。 二、材料應(yīng)用于椎體成形術(shù)的生物力學(xué)和組織學(xué)研究復(fù)合rhBMP-2的可注射磷酸鈣骨水泥與注射型PMMA比較。1.2只成年獼猴尸體T10～L7共20個(gè)椎體為Ⅰ組，分為三亞組。A組：8個(gè)椎體，灌注復(fù)合rhBMP-2的可注射磷酸鈣骨水泥；B組：6個(gè)椎體，灌注注射型PMMA；C組：6個(gè)椎體，手術(shù)空白對(duì)照組，穿刺后灌注生

4、理鹽水。 2.6只成年獼猴分為Ⅱ、Ⅲ兩組。Ⅱ組：3只，術(shù)后2個(gè)月處死后觀測(cè)；Ⅲ組：3只，術(shù)后6個(gè)月處死后觀測(cè)。每組3只獼猴的T10～L7共30個(gè)椎體，經(jīng)皮穿刺分別注入復(fù)合rhBMP-2的可注射磷酸鈣骨水泥(A組，12椎)和注射型PMMA(B組，9椎)，與手術(shù)空白對(duì)照組(C組，9椎)對(duì)照。 3.測(cè)定材料的椎體最大填充量、最大推注壓力和X線(xiàn)片觀察。 4.于術(shù)后0、1、2、4、6個(gè)月定期攝CT片觀察材料降解和周?chē)琴|(zhì)情

5、況。 5.按Ⅱ、Ⅲ組順序于術(shù)后2、6個(gè)月分別處死3只獼猴，隨即抽取A組8個(gè)椎體、B組5個(gè)椎體和C組5個(gè)椎體，在軸向壓縮載荷下測(cè)定各組椎體的抗壓強(qiáng)度和剛度。 6.每組剩余4個(gè)椎體，縱行剖開(kāi)椎體，大體觀察骨與材料結(jié)合情況。取含材料或穿刺隧道骨標(biāo)本各2份。 7.標(biāo)本脫鈣和HE染色，作光鏡下病理觀察骨與材料界面變化。 8.標(biāo)本固定、脫水和噴金，作掃描電鏡觀察骨與材料界面變化。 9.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，比較兩種材料

6、強(qiáng)化椎體的近期和中期效果和變化。 結(jié)果一、材料的注射性能1.兩種CPC材料各段固化時(shí)間均比注射型PMMA明顯延長(zhǎng)。 2.材料的緩慢注射能力系數(shù)明顯優(yōu)于PMMA。 3.材料抗稀散性稍差，壓縮強(qiáng)度達(dá)25Mpa，明顯低于可注射型PMMA(96.3Mpa)。 4.復(fù)合rhBMP-2對(duì)材料的可注射性能無(wú)影響。 二、材料應(yīng)用于椎體成形術(shù)的生物力學(xué)和組織學(xué)研究1.復(fù)合材料的椎體最大填充量為1.0～1.1ml，與

7、PMMA無(wú)明顯差異。 2.復(fù)合材料植入椎體后X線(xiàn)顯影亮度不如PMMA，但仍能顯影。 3.手術(shù)空白對(duì)照組椎體抗壓強(qiáng)度和剛度于術(shù)后、術(shù)后2月和6月前后比較差異不顯著。 4.復(fù)合材料強(qiáng)化猴椎體后的抗壓強(qiáng)度比空白對(duì)照組椎體增加了29.1％，術(shù)后2個(gè)月變?yōu)?5.5％，術(shù)后6個(gè)月與對(duì)照組無(wú)明顯差異?？箟簭?qiáng)度隨時(shí)間逐漸下降，恢復(fù)到正常椎體。剛度始終無(wú)明顯增高。 5.PMMA強(qiáng)化猴椎體后的抗壓強(qiáng)度和剛度分別增加了55.2

8、％和22.8％，2個(gè)月后變?yōu)?2.7％和25.9％，6個(gè)月后仍增強(qiáng)48.6％和28.7％?？箟簭?qiáng)度和剛度隨時(shí)間均無(wú)明顯變化。 6.手術(shù)空白對(duì)照組2個(gè)月后，椎體骨隧道被新生骨質(zhì)填充，骨小梁排列紊亂，邊界硬化骨痂形成；6個(gè)月后，骨小梁排列整齊，邊界骨痂消失，不能辨認(rèn)，骨重建完成。 7.復(fù)合材料組2個(gè)月時(shí)，材料部分降解，未見(jiàn)界面縫隙、纖維增生、炎性浸潤(rùn)或硬化骨痂現(xiàn)象，大量類(lèi)骨質(zhì)形成并長(zhǎng)入材料，可見(jiàn)新生血管。6個(gè)月后大部分材料吸

9、收完全，大部分軟骨鈣化形成成熟骨組織，有完整的骨小梁及哈佛系統(tǒng)。 8.PMMA組2個(gè)月時(shí)，材料未見(jiàn)降解，中度炎性浸潤(rùn)，纖維組織膜包裹，界面縫隙明顯，未見(jiàn)新骨生長(zhǎng)。6個(gè)月時(shí)，炎性浸潤(rùn)消失，纖維界膜變薄，界面縫隙變窄，仍無(wú)材料降解和新骨生長(zhǎng)。 結(jié)論新型納米級(jí)磷酸鈣骨水泥和rhBMP-2復(fù)合后，可注射性能未受影響，并且比注射型PMMA具有更好的可操作性；復(fù)合材料強(qiáng)化椎體的效果良好并能始終維持適中的力學(xué)強(qiáng)度；復(fù)合材料植入椎體后能