不同植骨融合材料在腰椎椎体间脊柱融合中的应用

中国组织工程研究第20卷第25期2016–06–17出版ChineseJournalofTissueEngineeringResearchJune17,2016Vol.20,No.25ISSN2095-4344CN21-1581/RCODEN:ZLKHAH3693·研究原著·覃建朴，男，1975年生，贵州省人，布依族，2010年遵义医学院毕业，硕士，主治医师。并列第一作者：王翀，男，1983年生，汉族，河南省人，2011年遵义医学院毕业，硕士，主治医师。通讯作者：曹广如，硕士，副主任医师，遵义医学院附属医院脊柱外科，贵州省遵义市563000中图分类号:R318文献标识码:A文章编号:2095-4344(2016)25-03693-06稿件接受：2016-04-26不同植骨融合材料在腰椎椎体间脊柱融合中的应用覃建朴，王翀，张朋云，曹广如，蔡玉强，廖文波(遵义医学院附属医院脊柱外科，贵州省遵义市563000)引用本文：覃建朴，王翀，张朋云，曹广如，蔡玉强，廖文波.不同植骨融合材料在腰椎椎体间脊柱融合中的应用[J].中国组织工程研究，2016，20(25):3693-3698.DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.25.007ORCID:0000-0003-1981-1359(曹广如)文章快速阅读：文题释义：脊柱融合：是目前脊柱外科最为常见的手术治疗方法，该手术在腰椎间盘突出症、腰椎滑脱症等疾病中运用较多。但是，脊柱融合治疗方法时影响因素相对较多，且患者治疗后缺乏手术成功、失败统一指标，术后难以对脊柱融合进行单因素分析。同时，脊柱融合治疗过程中移植材料选择中也存在较大争议。骨形态发生蛋白：属于一种多分支二聚物，由氨基酸以及胖氨酸残基等经过化学键链接而成，属于是一种疏水性蛋白，对碱性比较敏感。骨形态发生蛋白广泛存在于动物骨骼和牙齿中，在机体内必须经过载体才能够促进骨的形成，进一步提高脊椎融合率，且该物质与载体的类型、剂量等关系密切。摘要背景：脊柱融合治疗时选择合适的替代移植骨具有重要的意义，能够解决自体骨移植及其他移植材料带来的弊端。目的：观察不同植骨融合材料性能，探讨不同植骨融合材料在犬腰椎椎体间脊柱融合中的应用效果。方法：选取45只中华田园犬建立腰椎椎体间脊柱融合模型，建模后随机分3组，分别植入自体髂骨、重组人骨形态发生蛋白2复合材料和同种异体髂骨，分析不同植骨融合材料在犬腰椎椎体间脊柱融合中的效果。结果与结论：①融合率：重组人骨形态发生蛋白2复合材料组犬融合率显著高于其他组(P0.05)；②Oswestry功能障碍指数：重组人骨形态发生蛋白2复合材料组术后Oswestry功能障碍指数显著低于其他2组(P0.05)；②组织学形态：苏木精-伊红染色显示，术后12周，与其他2组相比，重组人骨形态发生蛋白2犬完全骨性融合，且形成了连续骨小梁，植入骨与犬上下椎体完全粘连；④结果提示：重组人骨形态发生蛋白2复合材料更能够促更好地促进脊柱愈合，效果优于自体和同种异体骨移植。关键词：生物材料；骨生物材料；植骨融合材料；犬腰椎椎体间脊柱融合；应用效果；自体骨；重组人骨形态发生蛋白；功能障碍指数；组织学；同种异体骨；生物陶瓷；生物力学主题词：组织工程；生物相容性材料；脊柱；骨移植；生物力学基金资助：贵州省卫生厅科学技术基金项目(gzwkj2013-1-011)不同植骨融合材料在犬腰椎椎体间脊柱融合中的应用效果腰椎椎体间脊柱融合模型犬自体髂骨重组人骨形态发生蛋白2复合材料同种异体髂骨结局：(1)重组人骨形态发生蛋白2复合材料更能够促更好地促进脊柱愈合；(2)效果优于自体和同种异体骨移植覃建朴，等.不同植骨融合材料在腰椎椎体间脊柱融合中的应用P.O.Box10002,Shenyang110180:CaoGuang-ru,Master,Associatechiefphysician,DepartmentofSpineSurgery,AffiliatedHospitalofZunyiMedicalUniversity,Zunyi563000,GuizhouProvince,ChinaDifferentbonegraftfusionmaterialsappliedinlumbarinterbodyfusionQinJian-pu,WangChong,ZhangPeng-yun,CaoGuang-ru,CaiYu-qiang,LiaoWen-bo(DepartmentofSpineSurgery,AffiliatedHospitalofZunyiMedicalUniversity,Zunyi563000,GuizhouProvince,China)AbstractBACKGROUND:Thechoiceofsuitablebonegraftsubstituteisvitalforspinalfusiontreatment,whichcansolvesomelimitationscausedbyautogenousbonegraftandothermaterials.OBJECTIVE:Toinvestigatepropertiesofdifferentbonegraftfusionmaterials,andtoexploretheirapplicationindogspinalfusionoflumbarvertebralbody.METHODS:Forty-fiveChineseruraldogswereenrolledtopreparelumbarinterbodyfusionmodels,andthenwererandomizedintothreegroupstransplantedwithautogenousilium,recombinanthumanbonemorphogeneticprotein-2compositeorallograftilium,respectively.Afterwards,effectsofdifferentmaterialsinthelumbarinterbodyfusionwereanalyzed.RESULTSANDCONCLUSION:Thefusionrateofthecompositegroupwassignificantlyhigherthanthoseoftheothergroups(P0.05).Oswestrydysfunctionindexofthecompositegroupwassignificantlylowerthanthoseoftheothergroupsaftersurgery(P0.05).Hematoxylin-eosinstainingshowedthatdogsachievedcompletebonyfusion,continuousbonetrabeculagraduallyformed,andtherewasnogapbetweenthetransplantedboneandthebonesurfaceinthecompositegroupcomparedwiththeothergroupsat12weeksaftersurgery.Theseresultsdemonstratethatrecombinanthumanbonemorphogeneticprotein-2compositescansignificantlypromotethespinalfusionsuperiortoautologousandallogeneicbonegrafts.Subjectheadings:TissueEngineering;BiocompatibleMaterials;Spine;BoneTransplantation;BiomechanicsFunding:theScienceandTechnologyFoundationofGuizhouProvincialHealthDepartment,China,No.gzwki2013-1-011Citethisarticle:QinJP,WangC,ZhangPY,CaoGR,CaiYQ,LiaoWB.Differentbonegraftfusionmaterialsappliedinlumbarinterbodyfusion.ZhongguoZuzhiGongchengYanjiu.2016;20(25):3693-3698.0引言Introduction脊柱融合是目前脊柱外科最为常见的手术治疗方法，该手术在腰椎间盘突出症、腰椎滑脱症等疾病中运用较多[5]。但是，脊柱融合治疗方法时影响因素相对较多，且患者治疗后缺乏手术成功、失败统一指标，术后难以对脊柱融合进行单因素分析[6-7]。同时，脊柱融合治疗过程中移植材料选择中也存在较大争议。自体皮松质骨是目前脊柱融合术中最理想的骨移植材料，但是这种材料受到材料的取材、数量等因素的限制，难以推广[8-9]。自体骨的移植不仅需要患者承受额外的手术创伤，还会增加手术时间，术后并发症高达30%[10]。同种异体骨虽然能够避免自体骨造成的并发症，且数量也不会受到限制，但是该材料骨生成能力较低，被吸收率较高，造成脊柱融合率较高。此外，同种异体骨还会增加传染病及免疫性疾病的发生率。鉴于上述移植材料中存在的不足和缺点，脊椎融合术中研究新型的植骨融合材料对提高手术成功率具有重要的意义[11-12]。骨形态发生蛋白属于一种多分支二聚物，由氨基酸以及胖氨酸残基等经过化学键链接而成，属于是一种疏水性蛋白，对碱性比较敏感[13-14]。研究结果显示：骨形态发生蛋白广泛存在于动物骨骼和牙齿中，在机体内必须经过载体才能够促进骨的形成，进一步提高脊椎融合率，且该物质与载体的类型、剂量等关系密切[15-16]。载体是指能够使骨形态发生蛋白进入人体后，继续保持骨形态发生蛋白自身固有的特性，从而促进骨融合术的成功[17]。目前，脊椎融合过程中载体类型较多，包括生物活性磷酸钙陶瓷、多聚体、有机载体有胶原等，在脊柱融合术中发挥重要的作用，能为腰椎椎体间脊柱融合时选择何种材料提供参考[18]。实验以此观察了不同植骨融合材料在犬腰椎椎体间脊柱融合中的应用效果。1材料和方法Materialsandmethods1.1设计随机对照动物实验。1.2时间及地点于2015年1至8月在遵义医学院附属医院脊柱外科完成。1.3材料实验动物：从遵义医学院附属医院脊柱外科2015年1月至2015年8月进行的45只中华田园犬资料进行分覃建朴，等.不同植骨融合材料在腰椎椎体间脊柱融合中的应用ISSN2095-4344CN21-1581/RCODEN:ZLKHAH3695析，体质量8.6-11.7kg，平均(9.8±0.3)kg，雌雄随机，实验动物均由遵义医学院动物实验中心提供，饲养严格遵守相关标准进行饲养，合格证号为SYXK(黔)2014-003。对犬进行等条件喂养，对犬的处理符合《关于善待实验动物的指导性意见》中相关规