复合Osteoset-DBM/聚甲基丙烯酸甲酯与致孔剂的可注射性骨水泥用于家犬椎体成形术的实验研究

【摘要】：目的:通过对可注射性Osteoset-DBM/PMMA与致孔剂的复合骨水泥的微观结构及物理、化学性能研究,及对该复合材料用于椎体成形术的成骨诱导能力、可降解性等生物活性的研究,探讨其用于椎体成形术的可行性,为该复合物的进一步研究及临床应用提供理论依据。 方法:将碳酸氢钠、硫酸钙-脱钙骨基质(Osteoset-DBM)颗粒粉末和聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥按不同质量比例(1:40:60、0:40:60、1:0:100,)混合构成A:PMMA/Osteoset-DBM/NaHCO3组B:PMMA/Osteoset-DBM组C:PMMA /NaHCO3组三种复合材料,以B、C组材料作为实验对照。测各复合物凝固时间、聚合温度、抗稀散性、及成型材料的抗压性、扫描电镜观察其超微结构。选用健康成年家犬6只,每2只一组随机分为1、3、6月组共3组,每只选用腰椎3个,经侧后方入路在健康成年家犬制备腰椎骨缺损模型,分别以上述3种复合材料为填充物完成椎体成形术,以材料B、C作为对照。分别于术后1、3、6月时取出实验椎体进行X射线摄片检查、大体标本观察、组织学观察、扫描电镜观察,比较各组材料各时间段的降解情况及新骨生长情况。 结果:1.A、B、C三种复合骨水泥的粘结时间(Tc)分别为6.19±0.03 min、6.10±0.04 min、4.50±1.03 min;初凝时间(Ti)分别为14.50±0.20 min、14.46±0.20 min、8.30±0.03 min;终凝时间(Tf)分别为24.03±0.08 min、22.83±0.05 min、15.81±0.03 min。三种材料的最高聚合温度分别为:51.60±0.25℃、51.60±0.25℃、65.56±0.41℃。成型材料的抗压强度分别为:80.6±1.15 MPa、89.7±0.85 MPa、278.4±1.2 MPa,各组间结果比较差异显著(P0.05)。 2.三种材料的抗稀散性均良好,扫描电镜超微结构示:A组材料结构较疏松,孔隙较多,孔径较大,材料B结构较为致密,孔隙率较低,孔径稍小;材料C结构致密,孔隙极少。 3.6只家犬18个椎体缺损模型17个成功,3种充填材料分布于椎体内,共出现2个椎体的渗漏。 4.大体观察结果:各手术椎体较术前比较均无明显形变,各材料均与骨组织结合紧密,随时间推移,材料A、B边界逐渐模糊,交界处似有新骨生长,降解趋势明显,材料C边界清晰,围绕材料可见纤维组织包裹,边界未见新骨生长。 5.术后X线摄片:术后1月材料A、B边缘见环状透亮线,3月时消失,材料慢慢变小,边缘模糊。术后3月时材料C边缘出现透亮,6月时明显,材料边界始终清晰,大小无明显变化。 6.组织学及扫描电镜观察示:材料A结构较疏松,孔隙较多,材料被降解吸收,其中骨组织嵌入,细胞成分较多,成骨诱导能力较强。材料B具备一定的可降解性及成骨诱导能力,但其降解速度较材料A慢,成骨诱导能力较弱。材料C结构致密,降解性极弱,未见骨质长入,几乎无成骨诱导能力。 结论:复合材料A具有良好的理化性能,能满足做为PVP术填充材料的基本条件,且具备较好的孔隙结构,动物试验证实复合材料A可注射性好且具有良好的可降解性、成骨诱导性与骨传导性,该材料可能会成为椎体成形术的理想填充材料而用于临床。