新型仿生活性人工骨诱导兔腰椎横突间脊柱融合研究

目的采用先进快速成形技术(RP)结合骨组织工程方法研制新型仿生活性人工骨,并探讨其在兔腰椎横突间脊柱融合的应用情况.方法首先采用RP制备薄块型聚乳酸-聚羟乙酸/磷酸三钙(PLGA/TCP)人工骨载体,进而高效复合牛骨形态发生蛋白(bBMP)以制备仿生活性人工骨,扫描电镜观察载体材料及人工骨超微结构.将健康新西兰兔28只(平均体重4.1 kg)随机均分为A、B两组(每组14只).A组:于兔腰4～5右、左侧横突间分别植入仿生活性人工骨(A1组)、自体髂骨(A2组);B组:于兔腰4～5右、左侧横突间分别植入复合自体新鲜红骨髓的PLGA/TCP载体材料(B1组)、单纯PLGA/TCP载体材料(B2组).于术后6周和12周,定期大体观察、手法检测、组织学[苏木素-伊红(HE)、三色法及四环素-钙黄绿素荧光检测]和影像学方法(X、CT)系统评价脊柱融合情况.结果 RP制备的PLGA/TCP载体具有规则的空间支架结构、相互贯通的孔隙及材料表面微孔特征,这些均有利于bBMP的高效复合.动物实验结果显示,A1组仿生活性人工骨植入具有强的诱骨活性及骨性融合能力,不仅成骨早、新骨形成量大,而且在新骨形成及改塑的同时载体材料逐渐降解,术后12周可形成较为典型的骨小梁及骨髓结构,骨代谢活性亦接近正常.A2组自体髂骨移植能达到良好骨性融合,但术后12周所形成的新骨结构尚须进一步塑形及完善.B1组、B2组术后12周仍遗有较多的载体材料有待降解,基本无成骨能力.术后12周,A1、A2、B1、B2 4组横突间融合率分别为100.0%、58.3%、18.2%和0%,A1组融合率最高(P<0.01).结论先进RP制备的PLGA/TCP载体不仅具有良好的空间超微结构及孔隙特性,而且能高效复合bBMP以正确构建新型组织工程人工骨.该仿生活性人工骨诱导兔横突间脊柱融合获得成功,为生物制造脊柱外科所需的新型、高效人工骨移植材料奠定了重要基础.