苗峰　戴翼斌

摘要：目的 研究可注射性磷酸鈣骨水泥注射椎體成形術(shù)后對(duì)骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折的生物力學(xué)影響。方法 選用12只骨質(zhì)疏松性脊柱標(biāo)本制作腰2椎體壓縮性骨折模型，分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，分別應(yīng)用可注射性磷酸鈣骨水泥與聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥椎體成形術(shù)后，進(jìn)行生物力學(xué)檢測(cè)。結(jié)果 腰椎標(biāo)本椎體注射成形后，其剛度、最大載荷、最大位移與術(shù)前相比，均有所改善，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；CPC組剛度、最大載荷、最大位移均明顯高于PMMA組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。結(jié)論 與聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥相比，注射性磷酸鈣骨水泥可以更有效地恢復(fù)骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折術(shù)后力學(xué)性質(zhì)。

關(guān)鍵詞：可注射性磷酸鈣骨水泥；骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折；生物力學(xué)

骨質(zhì)疏松癥（Osteoporosis，OP），是目前世界人口老齡化重點(diǎn)防治的病癥?？勺⑸淞姿徕}骨水泥因其良好生物相容性、可降解性、骨傳導(dǎo)性及可塑形性等優(yōu)點(diǎn)已應(yīng)用于臨床床骨缺損的修復(fù)與重建與修復(fù)，骨質(zhì)疏松的治療[1]。本實(shí)驗(yàn)擬比較可注射性磷酸鈣骨水泥（calcium phosphate cement，CPC）與聚甲基丙烯酸甲酯（polymethylmethacrylate，PMMA）對(duì)骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折椎體成形術(shù)后的生物力學(xué)影響，從而為其防治骨質(zhì)疏松椎體壓縮性骨折提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1一般資料 12只胸腰段（T6-L5）脊柱標(biāo)本（均來自湖北醫(yī)藥學(xué)院人體解剖學(xué)教研室用于局解教學(xué)的尸體）。

1.2主要儀器 CPC（上海瑞邦生物材料有限公司）；S-2型PMMA（晨光醫(yī)用高分子制藥廠）；CSS-44300型電子萬能試驗(yàn)機(jī)（長春試驗(yàn)機(jī)研究所）。

1.3實(shí)驗(yàn)分組 實(shí)驗(yàn)分組：所有標(biāo)本均攝X線片，以排除先天性畸形、骨折、腫瘤。采用法國DMS公司生產(chǎn)的CHRONOS型雙能X線吸收骨密度儀，測(cè)定每具標(biāo)本椎體的骨密度，證實(shí)為骨質(zhì)疏松。12只脊柱標(biāo)本隨機(jī)編號(hào)平均分成兩組，每組6只，實(shí)驗(yàn)組：植入CPC組；對(duì)照組，植入PMMA組。隨機(jī)選擇腰椎椎體節(jié)段，以消除不同的椎體可能造成的生物學(xué)差異。

1.4模型制備與實(shí)驗(yàn)方法 將椎體從冰箱中取出，室溫下解凍24h，將各椎體放置在微機(jī)控制CSS-44300型電子萬能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試平臺(tái)上.以距椎體前緣5mm為加載點(diǎn)。先用載荷90 N預(yù)載2 min，然后采用位移控制方式加載，速度5mm/min，當(dāng)載荷位移曲線出現(xiàn)最高點(diǎn)時(shí)停止壓縮，均在前屈方向造成腰2椎體壓縮骨折模型，獲得最大載荷和剛度數(shù)據(jù)。椎體出現(xiàn)塌陷或壓縮性骨折的標(biāo)準(zhǔn)是載荷一位移曲線出現(xiàn)了最高點(diǎn)即椎體的抗壓力開始出現(xiàn)下降。試驗(yàn)機(jī)的載荷信號(hào)由計(jì)算機(jī)記錄，并由相應(yīng)的測(cè)試分析軟件計(jì)算椎體的抗壓強(qiáng)度（載荷一位移曲線最高處的載荷數(shù)值）和剛度（載荷為彈性范圍內(nèi)曲線的斜率）。力學(xué)模型建立后，然后進(jìn)行正式試驗(yàn)。椎體成形術(shù)：直視下采用16G針頭經(jīng)椎弓根穿刺，事先在椎體上方用畫線筆標(biāo)線，以確定進(jìn)針方向與深度，經(jīng)右側(cè)椎弓根穿刺至椎體前l(fā)，3的中線側(cè)方。選用國產(chǎn)的PMMA和CPC，PMMA按粉（g）、液（rm）比l：l調(diào)配，CPC按照粉（g）、液（rm）比l：2調(diào)配。在粥狀期將其按預(yù)設(shè)的量用力注入椎體共4ml。所有椎體標(biāo)本注射后，用生理鹽水紗布包裹，放置于密封塑料袋中。室溫下放置24h，行生物力學(xué)性能測(cè)試，獲得骨水泥固化后椎體的最大載荷和位移，明確其剛度。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS19.0軟件處理，計(jì)量資料比較采用x±s及t檢驗(yàn)，以P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

兩組術(shù)后剛度、最大載荷、最大位移比較：術(shù)后兩組剛度、最大載荷、最大位移與術(shù)前相比，均有所改善，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；CPC組剛度、最大載荷、最大位移均明顯高于PMMA組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見表2。

3 討論

普通骨水泥，即聚甲基丙烯酸甲酯，是現(xiàn)行最常用于強(qiáng)化椎體成形術(shù)的材料，經(jīng)PMMA強(qiáng)化后，椎體的最大載荷可提高至原來的2～3倍[2]。但是，PMMA在聚合反應(yīng)是發(fā)熱反應(yīng)，局部溫度可高達(dá)100℃以上，如果發(fā)生滲漏存在引起脊髓、神經(jīng)受損等的嚴(yán)重后果的可能；還有PMMA會(huì)以永久性異物的形成存留于體內(nèi)，不可降解[3-4]，加之已有采用大量的PMMA作壓縮性骨折椎體成形術(shù)強(qiáng)化的研究文獻(xiàn)報(bào)道[5]，故在本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中納入PMMA強(qiáng)化組作對(duì)照。本實(shí)驗(yàn)中所用的強(qiáng)化材料是采用獨(dú)特的生物工程工藝所合成的新型可注射性磷酸鈣骨水泥CPC，其主要是用于骨缺損修復(fù)與重建。選用這種材料作為椎體強(qiáng)化材料，在于材料兼具可注射性、生物可降解、骨傳導(dǎo)及成骨等優(yōu)點(diǎn)，以期規(guī)避PMMA的部分缺點(diǎn)。

本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果顯示，在術(shù)前兩組的椎體高度、剛度、最大載荷、最大位移均無明顯差別，而手術(shù)后，CPC組椎體高度、剛度、最大載荷、最大位移較PAMA組比較均明顯改善，說明與聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥相比，注射性磷酸鈣骨水泥可以更有效地恢復(fù)骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折術(shù)后力學(xué)性質(zhì)。

本實(shí)驗(yàn)在實(shí)施過程中也有不足之處，如雖然強(qiáng)化材料的注射劑量采用了統(tǒng)一的4ml，提高了組間的可比性，但與臨床實(shí)踐中盡量多注的實(shí)際是不相符的，存在低估材料的強(qiáng)化效應(yīng)的可能。同時(shí)，鑒于本實(shí)驗(yàn)室條件所限及臨床和實(shí)際需要，只做了椎體的生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)，以后的研究中我們會(huì)進(jìn)一步做椎體的的扭骨形態(tài)及骨質(zhì)量等實(shí)驗(yàn)。但是，CPC具體通過何種機(jī)制和途徑作用于骨質(zhì)疏松癥椎體力學(xué)重建。

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編輯/王敏