可吸收腰椎间融合器的降解实验研究

可吸收腰椎间融合器的降解实验研究

张红星

张红星（河南省洛阳正骨医院脊柱外三科河南洛阳471002）

【中图分类号】R【文献标识码】【文章编号】1672-5085（2012）44-0235-01

【摘要】目的可吸收材料(PDLLA)制成椎间融合器通过将其应用于实验动物，观察其在骨融合过程中的降解情况，为进一步临床应用提供动物实验基础。方法利用猪行腰椎椎间融合术，通过大体观察、组织学等方法了解可吸收椎间融合器在实验动物体内融合的不同时间对骨融合情况及降解吸收情况。结果术后1月融合器颜色变白，周围被纤维组织包裹。3个月融合区域部分完成融合，内部及表面出现塌陷，崩解。6个月融合器大部分降解吸收，仅存少量呈细小碎片状，骨融合基本完成。9个月融合器完全降解吸收，被骨组织替代融合完成。结论可吸收腰椎间融合器是一种具有良好组织相容性，满足植骨融合强度要求的良好的医疗产品。

【关键词】PDLLA腰椎间融合器可吸收材料

可吸收椎间融合器的出现避免了应力遮挡，在自身逐渐降解的同时将应力转移到骨质上，刺激骨质的生长，从而达到坚强的骨性融合。本组研究对可吸收腰椎间融合器在植骨融合过程中的作用以及对融合的影响等情况进行实验考察，为以后的进一步改进和临床应用提供实验依据。

1方法

选用成年健康的家猪使用填充新鲜优质松质骨的可吸收PDLLA椎间融合器行腰椎间融合术。术后1，3，6，9个月分次宰杀3只，取出相应手术节段，进行剖开椎间隙肉眼大体观察，在融合界面及融合器接触面取样进行组织学观察。

麻醉成功后，取左侧肾型切口进入，使用填满新鲜优质松质骨的可吸收PDLLA椎间融合器行腰椎间融合术。术中静脉滴注青霉素960万单位和甲硝唑1.0g。术后连续7天肌肉注射青霉素800万单位。

2结果

2.1融合界面大体观察术后1月，融合器表面略粗糙，大小无明显变化，坚硬，半透明，呈淡乳白色。植骨融合部位出现少量骨痂，融合器边缘较厚纤维组织包裹。术后3月，融合器表面粗糙明显，可见小凹陷，体积变小，形状不规则，质脆，指力可断，呈白垩色，内部色泽不一。周围仍有软骨组织和纤维组织。术后6月，融合器分散为小块或片，颜色呈白色。融合器周围的纤维膜明显变薄，在部分区域基本消失。术后9月融合器呈细小碎粒状，达到骨性连接，椎间隙高度正常。

2.2组织学术后1月，融合器内填充的松质骨与椎体之间的界面内有新生毛细血管及纤维组织出现，纤维组织排列不规则，出现大量的成纤维细胞和骨母细胞，有部分骨基质钙化所形成的骨岛，有编织骨形成。软骨组织与纤维组织交错，可见明显的软骨细胞。融合器周围可见少量纤维组织形成。术后3月，植骨融合部位骨小梁数量均明显增多，部分形成排列整齐的骨结构。融合器边缘可见纤维组织、软骨组织。纤维组织排列整齐，其间可见大片骨岛及规则的编织骨。软骨内化骨形成成熟的骨小梁，尚未形成板层骨，新生骨骨陷窝中可见活性骨细胞。术后6月,残留融合器边缘仍可见少量纤维和软骨组织，部分已经成骨，原融合器部位降解后部分被软骨和骨组织替代，骨小梁排列较乱，周围部位成骨排列较整齐。填充的松质骨与椎体之间的界面已形成成熟的板层骨。术后9月达到成熟良好的骨性融合，可见大量板层骨形成，成熟的骨小梁排列整齐规则。

3讨论

1966年Kulkarni首次提出，由外消旋DL型乳酸或左旋L乳酸制备的聚-DL-乳酸或聚-L-乳酸可制作体内埋植物[1]。在降解早期，PDLLA是分子链中酯键的随机水解。而在降解后期，体内的PDLLA降解碎屑可能被细胞吞噬并发生酶解时，体内PDLLA的降解吸收速度加快。本研究表明PDLLA早期的形态变化以表面为主，内部的水解以强度丢失所表现。随着表面裂隙的加大，纤维组织及新生的骨组织的逐渐进入材料的内部，加速了内部的降解产物乳酸单体的转移及短链寡聚物的水解，避免了乳酸单体及短链寡聚物堆积所致局部低氧张力环境下对成骨融合的影响。本实验表明6个月时大部分PDLLA融合器碎裂，其降解吸收加快，9个月仅有细小碎粒在镜下所看到。因此，PDLLA腰椎间融合器植入动物体内后6～9月之间是一个降解吸收加速时期，亦即PDLLA腰椎间融合器碎裂意味着降解吸收加快，应力的转移，需要骨生成的加快来适应。

植骨融合过程主要是软骨内成骨。PDLLA早期大分子降解产物可引起材料周围纤维组织增生，最终大部分PDLLA材料被吸收，部分材料形成碎片被纤维组织包裹，吸收区骨结构基本形成。大量实验研究表明,可吸收内固定材料释放的少量降解产物具有刺激成骨能力,骨折愈合早期存在加速现象[2]。

本试验结果显示：植骨融合手术后1月已经形成明显的纤维软骨连接，有大量的编织骨形成，排列比较紊乱。术后3个月，有更多的编织骨形成，在软骨组织内可见有大量编织骨存在，并且比1个月时排列整齐，规则，其中可见钙化出现。术后6个月随着材料的降解逐渐被周围的软骨及纤维组织替代，后者逐渐矿化形成成熟的骨组织，以至于在术后9个月时达到骨性融合。从本实验的整个进程来看，后期随着材料降解的加快，分解后的代谢产物和微环境理化性质的改变，但这并不影响最终材料彻底降解后最终被骨组织替代的结果。

可吸收PDLLA腰椎间融合器能满足装载松质骨植骨融合的要求，为植骨融合创造有利条件。早期起到支撑作用，之后随着PDLLA降解吸收，应力转移，促进腰椎间植骨融合。

参考文献

[1]KulkarniRK，PaniKC，NeumanC，etal.Polylacticacidforsurgicalimplants[J].ArchSurg，1966，93（5）：839—843.

[2]徐又佳,成茂华,郑祖根.生物降解材料在骨科领域的应用[J].中华创伤杂志,1993，9（1）：49.