骨質疏松條件下椎弓根螺釘?shù)母男匝芯俊獦嫿ň哂斜砻嫔锘钚缘牡蛷椥阅Ａ康呐蛎浭阶倒葆?pdf

1、在骨質疏松(Osteoporosis,OP)條件下，椎弓根螺釘與周圍骨質結合強度明顯下降，螺釘松動、移位、脫出等并發(fā)癥時有發(fā)生。為了提高螺釘穩(wěn)定性和減少并發(fā)癥的發(fā)生，許多學者采用各種方法對螺釘行強化處理，均取得了一定的效果。近年來一些學者開始使用膨脹式椎弓根螺釘來提高螺釘?shù)姆€(wěn)定性，通過螺釘?shù)臋C械性膨脹，增加螺釘在椎體內與骨的接觸面積，增大釘-骨界面的摩擦力，從而提高了螺釘?shù)姆€(wěn)定性。本課題組在前期研究工作中，自行研制開發(fā)了一種新型的膨脹式

2、椎弓根螺釘，在動物體內外實驗及臨床初步應用中均取得了良好的療效。
　　但是由于螺釘自身材質彈性模量遠遠高于骨組織的彈性模量，特別是在OP條件下，這種螺釘與骨組織的彈性模量的不匹配更加明顯，可能會導致應力不能很好的傳遞到螺釘周圍骨質中去，從而產(chǎn)生“應力遮擋”效應，造成螺釘周圍骨質吸收，增加螺釘松動的可能。同時由于螺釘自身材質本身不具有生物活性，因而在螺釘-骨界面上，只能發(fā)生機械性的錨合而不可能發(fā)生生物化學性的嵌合，因此降低了螺釘-骨

3、界面的結合強度，從而增加了螺釘潛在松動的可能。
　　目的：1.研究低彈性模量椎弓根螺釘對改善螺釘固定強度的作用；2.研究微弧氧化表面改性的椎弓根螺釘對提高螺釘固定強度的作用。
　　方法：
　　1.將普通椎弓根釘(pediclescrew,PS)，膨脹椎弓根螺釘(expandablepediclescrew,EPS)和低彈性模量(Ti24Nb4Zr7.9Sn,42GPa)膨脹椎弓根螺釘(lowelasticmodulus

4、expandablepediclescrew,L-EPS)以相同的方法制備釘?shù)溃踩隣P生物力學模塊后，行X線檢查和軸向拔出實驗；2.將EPS和L-EPS植入OP綿羊體內12周后，行軸向拔出實驗，Micro-CT分析和組織學分析；3.檢測經(jīng)MAO處理后材料表面的特征，并將大鼠成骨細胞(osteoblasts,OB)接種于材料試件表面，觀察OB在試件表面粘附、增值和分化能力；4.將MAO處理的L-EPS(MAOtreatedL-EPS，M

5、AO-L-EPS)和L-EPS植入OP綿羊體內12周后，行軸向拔出實驗、Micro-CT分析和組織學觀察。
　　結果：
　　1.OP骨質疏松模塊實驗中，L-EPS組和EPS組之間的最大軸向拔出力(themaximumpulloutstrength,Fmax)和能量吸收值(energyabsorbedtofailure,E)均顯著高于PS組(P<0.05)，但是兩組之間無統(tǒng)計學差異(P>0.05)；2.在OP綿羊體內植入實驗中

6、，L-EPS組的Fmax和E均顯著高于EPS組(P<0.05)，同時Micro-CT檢測和組織學檢測顯示L-EPS組螺釘周圍及膨脹縫隙內骨小梁結構、密度均顯著優(yōu)于EPS組(P<0.05)；3.經(jīng)過MAO處理，在材料表面形成一層均一的、多孔的富含Ca、P元素的氧化膜，成骨細胞在其表面的增值、粘附和分化能力均顯著優(yōu)于未處理組(P<0.05)；4.OP綿羊體內植入實驗中，MAO-L-EPS組的Fmax和E均顯著高于L-EPS組(P<0.05)

7、，Micro-CT檢測和組織學檢測顯示大量骨小梁在MAO-L-EPS組周圍形成，在骨小梁數(shù)量和質量上均優(yōu)于L-EPS組(P<0.05)，掃描電鏡(Scaningelectronmicroscope，SEM)檢測顯示，MAO-L-EPS較L-EPS有更好的釘－骨界面，與骨組織結合更加緊密。
　　結論：
　　1．L-EPS和EPS一樣都能較PS顯著提高螺釘?shù)姆€(wěn)定性；
　　2．L-EPS通過降低螺釘?shù)膹椥阅Ａ浚瑴p少了因為螺釘

8、與骨質彈性模量不匹配而導致的“應力遮擋”效應，使應力能夠更好的傳遞到螺釘周圍的骨質中去，促進了螺釘周圍骨質的生長，減少了螺釘周圍骨質的吸收，提高了螺釘在骨組織中的穩(wěn)定性，從而有利于螺釘在生物體內的長期生存；
　　3．經(jīng)過MAO處理的材料，其表面形成的特異性的氧化膜，有利于成骨細胞的粘附、增值和分化。
　　4．MAO-L-EPS通過MAO處理提高了螺釘表面的生物活性，使得螺釘與周圍骨組織的結合從單一的機械性錨合模式變成了機械性