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，人們逐漸認識到想要取得長期滿意的手術(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)成分與骨組織的無機成分相似，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目前抗壓強度的常見報道范圍一般為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)干細胞向成骨細胞分化，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，促進其誘骨活性的發(fā)揮。在移植位點，一方面支架

4、引導(dǎo)骨組織向內(nèi)生長，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)雙重機制來完成融合過程。
　　目的：
　　運用納米技術(shù)，制備出rhBMP2納米微囊。同時通過調(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。通過動物實驗驗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。
　　本實驗利用脂

5、質(zhì)體的獨有特性，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.進行復(fù)合rhBMP-2缺鈣磷酸鈣人工骨的動物實驗。
　　選2-3個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支架支架材料為對照樣品。分別于術(shù)后1個月和3個月取出標(biāo)本進行觀察。
　　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.順利進行了復(fù)合rhBMP-2缺鈣磷酸鈣人工骨的動物實驗并驗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良好

8、，其表現(xiàn)和正常的骨組織沒有差異。
　　3.本研究針對脊柱畸形矯形術(shù)后的骨融合這一熱點課題，在矯形術(shù)中采用了納米人工骨進行植骨融合，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)費用，計算出單個患者的植骨費用為8000元，比較納米人工骨植骨費用與傳統(tǒng)植骨費用，計算出單個患者采用納米人工骨可節(jié)省的治療費用1000元，根據(jù)每年的治療總例數(shù)1800，計算出每年采用納米人工骨可為患者節(jié)省治療總費用約180萬元。
　　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，實現(xiàn)模型藥物的長效緩釋給藥?？梢云鸬介L時間緩釋，釋放率高，釋藥平穩(wěn)，在保護大分子藥物

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物實驗證明了這種新型生物植骨材料對骨缺損修復(fù)效果良好，具有操作簡便、安全無毒、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)凸融合效果的評價標(biāo)準，建立了脊柱側(cè)凸臨床評價標(biāo)準。本研究對脊柱畸形患者的治療具有重要的臨床應(yīng)用推廣價值，對