对同种异体骨与骨水泥不同配方制作成椎体成形模型的生物力学研究

• 作者: 冯庆裕 尹煜超 张家勋 王志坤 谢文伟 钟欢
• 来源期刊: 世界最新医学信息文摘（连续型电子期刊）
• 学科: 医学
• 关键词: 老年性骨质疏松症 椎体骨质疏松模型 生物力学实验
• 年，卷（期）: 2019,（99）
• 所属期刊栏目: 基础研究
• 页码范围: 253-255,257
• 页数: 4页
• 分类号: R781.34+5
• 语种: 中文
• DOI: 10.19613/j.cnki.1671-3141.2019.99.147

摘要

目的 对山羊离体L4椎体分组进行脱钙,建立单椎体骨质疏松压缩性模型,对各组模型注入不同比例的Mendec骨水泥与同种异体骨粉的混合填充物,并分别进行生物力学实验,研究出强化后近似患椎骨折前的强度与刚度的最佳混合比例的骨填充物,从而能有效降低近邻椎体新发骨折的发生率.方法 取年龄6-8年的雌性陕南白山羊胸腰段椎体(体重25-27Kg)的L4单椎体脊柱单元50个,将它们随机分为A、B、C、D、E组,每组有10个单椎体,分别测量并记录各组椎体的骨密度,使用EDTA-2Na 脱钙液对各组椎体进行脱钙50天,达到骨质疏松标准,测量各组椎体的骨密度,使用力学试验仪对其进行压缩,制作单椎体骨质疏松压缩性骨折模型.将Mendec骨水泥与同种异体骨粉按体积比例制作混合填充物,混合比例分别为1:0、3:2、1:1、2:3、0:1,称为填充物α、β、γ、δ、ε,将五种填充物分别以中央分布的方式注入A、B、C、D、E五组模型中,体积均为3mL,经成形硬化后再次对各模型进行生物力学试验,记录各组模型的骨折前后、强化后以及力学试验后的椎体高度以及强化前后的抵抗极限强度以及刚度.结果 五组单椎体单元脱钙前平均BMD为:(1.235±0.034)g/cm3,脱钙50天后平均BMD为:(0.844±0.055)g/cm3,下降率达31.7%,达到骨质疏松骨密度标准,单椎体骨质疏松模型建立成功.A、B、C、D、E五组脱钙前组间骨密度比较P>0.05,脱钙后组间骨密度比较P>0.05,差异无统计学意义,五组椎体压缩高度均达到II度压缩性骨折的标准.而且五组椎体强化前压缩高度组间比较P>0.05,差异无统计学意义,单椎体骨质疏松压缩性骨折模型建立成功.五组椎体在C臂下分别注入α、β、γ、δ、ε五种填充物3mL,填充物在椎体内分布方式控制为中央分布方式.强化后五组椎体恢复高度组间比较P>0.05,差异无统计学意义.因此,五种填充物均能有效恢复患椎高度,有效填充患椎.五组强化后椎体再压缩高度组间比较P>0.05,差异无统计学意义.五组模型强化前,椎体极限抵抗强度、刚度五组间比较P>0.05,差异无统计学意义.五组模型强化后,椎体极限抵抗强度分别为( ±s):A组:5722.1±23.1N, B组:5201.2±29.8N,C组:4465.6±57.0N,D组:4210.1±49.8N,E组:3212.4±79.3N,五组间比较P<0.001,差异有统计学意义.而强化后五组椎体刚度分别为( ±s):A组:1168.3±43.6N/mm,B组:963.0±11.0N/mm,C组:641.2±6.5N/mm,D组:524.8±7.6N/mm,E组:340.5±10.8N/mm,五组间比较P<0.001,差异有统计学意义.可认为在本实验条件下,随着同种异体松质骨粉比例的增加,强化后椎体的抵抗极限强度及刚度会随之下降.结论 通过各组强化后各组椎体的极限抵抗强度和刚度与强化前椎体对比可知道,α、β填充物的强化的椎体模型的抵抗极限强度以及刚度远大于强化前的椎体,γ填充物强化后的椎体最大抵抗强度稍大于强化前的骨质疏松椎体,δ、ε两种填充物强化后模型的极限抵抗强度与刚度均小于强化前的椎体,骨水泥与同种异体骨粉体积比例达1:1时的γ填充物,其生物力学实验结果最接近骨折前的骨质疏松椎体.