看点:一种新型腰椎可降解椎间融合器的体外生物力学评价

第一作者:骨科在线

2016-05-18 点击量:1548   我要说

推荐理由

脊柱融合是治疗退行性脊柱疾病保守治疗失败后的常规治疗选择。椎间融合器(cage)不仅可以提供融合椎体间的稳定性,还可以限制移植骨的活动及恢复椎间隙高度和体积,扩大椎间孔,提高了融合率,能够有效地缓解椎间盘内压力和疼痛。椎间融合器在临床的应用日渐增加,而以往采用的均为金属和高分子材料的cage, 它们无法在人体内被降解吸收,将它们植入人体内之后有发生远期并发症的风险。解放军总医院韩振川等人开展的此项研究,为今后可降解型cage在临床的使用提供了依据。


研究简况

新型可降解骨水泥---磷酸镁水泥(magnesium phosphate cement,MPC)因具有粘结性能好、生物相容性高、可在动物体内降解、相较于磷酸钙骨水泥具有更好的力学性能等优点,引起临床关注。本研究正是基于MPC的上述特点,设计了一种用磷酸镁骨水泥制作的新型腰椎椎间融合器—MPC椎间融合器,将其与己广泛应用于临床的PEEK材料cage及猪髂骨块进行体外力学比较,进而对MPCcage体外力学性能进行初步评价。韩振川等人将MPC经过特殊模具压缩,凝固成可降解的椎间融合器作为实验组(n=8),大小型号相同的聚醚醚酮(PEEK)椎间融合器(n=8)及取猪髂骨块做成的三面皮质骨椎间融合器(n=8)作为对照组,利用Instron 10000N生物力学机做压缩载荷测试。通过研究发现,MPC cage组压缩损毁时丢失的高度明显小于PEEK cage组及髂骨块cage组,差异有显著统计学意义(P<0.01);MPC cage组压缩损毁时所承受载荷明显高于PEEK cage组及髂骨块cage组丢失高度1/3时所承受载荷,差异存在显著统计学意义(P<0.01);MPC cage自身刚度远远高于PEEK cage及髂骨块cage,差异存在显著统计学意义(P<0.01)。他们认为MPC cage具有优良的抗形变能力及承受较大压力载荷的能力,能够提供人体腰椎间隙的支撑-压缩稳定作用,可以满足临床植入的生物力学要求。该项研究得出的MPCcage体外力学特征为今后开展相关的体内评价奠定了基础。


临床使用的Cage 现状

Bagby等于1979年发明了一种名为Basket的圆柱形带孔不锈钢椎体间融合器,用于治疗赛马颈椎不稳定引起的共济失调获得成功。Kuslich于1988年将其应用于人的腰椎,成为历史上著名的BAK融合架。随着cage在脊柱外科手术中的广泛使用,学者们发现金属cage其弹性模量与人椎体骨差别巨大,应力遮挡效应明显,不利于椎体间融合,如钛合金cage与人体骨弹性模量差距显著;高分子材料cage具有与皮质骨相近的弹性模量,可透过X线,长期临床应用效果良好,但其无法降解吸收,植入体内有发生远期并发症的风险,如PEEK cage有发生椎体沉降、脊柱前弯、假关节形成继而增加椎体延迟融合甚至不融合等并发症。
综上所述,MPC cage具有良好的抗形变能力及能够承受较大压力载荷的能力,能够提供人体腰椎间隙的支撑-压缩稳定作用,初步说明其在体外生物力学方面具有安全有效性,临床应用前景广阔。

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