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组织工程椎间盘体内原位植入的实验研究
目的:观察组织工程椎间盘原位植入Beagle犬腰椎间盘后支架与种子细胞的转归及犬腰椎间盘的形态与功能变化.方法:应用聚乳酸聚酯(poly L-lactic-co-glycolic acid,PLGA)可吸收多孔支架复合犬髓核细胞构建组织工程椎间盘.将18只Beagle随机分为3组,均摘除L4/5椎间盘髓核.A组单纯髓核摘除,B组植入空白PLGA支架,C组植入组织工程椎间盘.术后定期行X线片及MRI检查,分别于术后4、8及12周处死动物行组织病理及免疫组化观察.结果:全部动物术后存活.4周后,X线片示3组椎间盘高度均有下降,C组下降幅度较小,与A、B组比较有显著性差异(P＜0.05);A组和B组手术节段屈伸活动度(ROM)明显大于C组(P＜0.05):MRI示A组与B组椎间盘退变明显,呈"黑间盘"改变,而C组椎间盘退变程度较轻,呈灰色,MRI T2加权像上椎间盘信号灰度值测量结果示A、B组明显低于C组(P＜0.05).术后4周B、C组组织学观察未见到支架材料结构,A、B组椎间盘内纤维组织增生形成瘢痕样组织,C组于术后8周仍能观察到植入的红色荧光细胞,有大量类软骨细胞增生伴丰富的细胞外基质.术后8周免疫组化显示三组均有Ⅰ、Ⅱ型胶原着色,其中C组Ⅱ型胶原染色强度高于Ⅰ型,A、B组Ⅰ型胶原染色强度高于Ⅱ型.结论:PLGA组织工程椎间盘支架存体内可降解吸收:种子细胞可存活并分泌Ⅰ、Ⅱ型胶原,能阻止纤维组织侵入及瘢痕形成;维持了脊柱节段稳定及生理活动功能.
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椎体间纤维性融合重建兔脊柱稳定性的初步探索
目的:研究椎体间纤维性融合后脊柱节段的稳定性,探讨椎体间纤维性融合在治疗脊柱节段失稳中的可行性.方法:将18只6月龄新西兰白兔随机分为两组,均摘除L4/5椎间盘髓核,A组在椎间植入环状聚乳酸-聚羟基乙酸(poly L-lactic-co-glycolic-acid,PLGA)可吸收支架；B组单纯髓核摘除.于术前、术后4周、12周行X线检查,运用Image J软件测量椎间盘高度指数(DHI)并计算其百分数(％DHI),分别于术后4周、8周、12周处死3只动物,行组织病理及免疫组化观察.结果:1只动物死亡,17只实验动物术后存活至预期时间,未补充实验动物.12周时,侧位X线片示两组椎间高度较术前均有下降,两组椎间高度的差异有统计学意义(P＜0.05),A、B两组屈伸活动度与术前相比差异均无统计学意义(P＞0.05).X线片显示A组手术节段椎体无明显移位及反向成角,B组1只兔子出现前屈位腰椎后凸曲度增加,手术节段椎间隙变窄并邻近软骨终板钙化.细胞组织学观察:术后4周时A组见新生血管及纤维组织生成,有少量类软骨细胞出现,未观察到PLGA支架结构;B组见较多纤维细胞生成.术后8周时,A组出现软骨细胞,纤维组织排列不规则,并见少量的胶原纤维及成纤维细胞;B组纤维组织进一步增生,形成瘢痕样组织.术后12周时,A组大量的胶原纤维、软骨组织交互长入,排列杂乱无序,此时的胶原纤维较8周时增多;B组仍为纤维细胞和瘢痕组织,且Ⅰ型胶原表达高于Ⅱ型胶原.结论:椎体间植入PLGA并利用其与椎体骨髓血的诱导成骨作用短期内可以形成椎间纤维融合；短期内观察椎间纤维融合能够维持一定的脊柱节段稳定性并保留部分生理活动功能,但中远期效果有待进一步观察.
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椎间置入充满碎骨的聚乳酸-聚羟基乙酸腰椎间融合器与自体骨:影响脊柱节段稳定性吗?
背景:随着生物降解材料在医学领域的广泛应用以及对生物力学研究的深入,传统的医学金属材料弊端日益显现.近年来,国内外研究员把焦点集中到以高分子聚乳酸为代表的可降解材料上,旨在脊柱失稳领域寻求新的突破.目的:观察聚乳酸-聚羟基乙酸腰椎间融合器在体内的生物力学变化,探讨其治疗脊柱节段失稳的可行性.方法:将42只9月龄猪随机分为2组(n=21),均摘除L4/5椎间盘髓核,实验组在椎间置入充满碎骨的聚乳酸-聚羟基乙酸腰椎间融合器,对照组植入自体骨.术后4,12,72周拍摄X射线片观察手术节段的融合情况,通过脊柱三维运动实验检测融合节段的稳定性,组织学观察植骨融合及材料降解情况.结果与结论:①影像学检查结果:术后4周,两组动物植骨区均未见融合迹象.术后12周,实验组可见融合器有增大迹象;对照组可见部分骨桥,其中有1例融合.术后72周,实验组可见融合器降解,有1例融合,对照组有2例融合;②生物力学测试结果:术后4周两组在各个状态下的脊柱活动度差异无显著性意义(P＞0.05);术后72周大部分状态脊柱活动度较4周时显著减小;③组织学观察结果:随着时间的推移,实验组材料逐渐降解,新生骨组织生长先快后慢,实现逐步融合,融合效果与对照组相似;④结果表明,聚乳酸-聚羟基乙酸腰椎间融合器具有良好的生物相容性,除个别状态(左屈)外其力学性能与自体骨相当,大程度地重建了猪脊柱节段稳定性.
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椎间纤维融合治疗脊柱节段不稳的实验研究
目的 研究椎间纤维融合后脊柱节段的稳定性,探讨一种治疗脊柱不稳的新方法.方法 手术剥离纤维环并去除髓核后,刮除软骨终板,在椎间植入环状聚乳酸-聚羟基乙酸(PLGA)可吸收支架,以期椎间纤维组织及血管长入,达到椎间微动融合,模拟椎间盘的生物力学功能.将12只6～8月龄的新西兰白兔随机分为两组,均摘除L4-5椎间盘髓核,A组在椎间植入PLGA可吸收支架;B组单纯髓核摘除.于术前、术后12周行X线检查,运用Image J软件测量椎间盘高度指数(DHI)计算%DHI,分别于术后8、12周处死动物,行组织病理及免疫组织化学染色观察.结果 11只实验动物术后存活至预期时间.12周后,侧位X线片示两组实验动物椎间高度较术前均有下降,两组椎间高度比较差异无统计学意义(P＞0.05),A、B两组实验动物屈伸活动度与术前相比差异均无统计学意义(P＞0.05).动力位相显示两组实验动物手术节段椎体无明显移位及反向成角.术后8周组织学观察:B组椎间盘内纤维组织增生形成瘢痕样组织;A组有大量类软骨细胞增生伴丰富的新生血管长入,未见到支架材料结构.结论 利用椎体骨髓血及其诱导成骨作用可以形成椎间纤维融合;椎间纤维融合能够维持一定的脊柱节段稳定性并保留部分生理活动功能.
