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目的:建立兔子骨质疏松椎体缺损模型,通过动物实验评估新型带负电荷硫酸钙/β-磷酸三钙复合骨水泥(biphasic calcium composite bone cement,BBC)骨水泥在体内的生物力学性质及成骨性能,探讨BCC骨水泥作为骨水泥椎体成形术强化椎体填充剂的可行性.
方法:30只新西兰大白兔采用双能X线吸收骨密度仪测定腰椎骨密度.然后予卵巢切除术,术后予甲基强的松龙注射液肌肉注射6周,然后采用DEXA测定腰椎骨密度建立骨质疏松模型,行手术分别在每只新西兰大白兔L3、L5椎体注射BCC骨水泥和PMMA,L1椎体为正常对照组.于术后3月、6月处死各处死15只.然后分别行组织病理学观察、Micro-CT分析及生物力学实验.
结果:术后切口均一期愈合.组织形态学观察发现显示,术后3个月时BCC组新骨生长活跃,缺损区被新生骨替代,骨结构逐渐成熟.PMMA组与骨质界面间出现膜性结构;术后6个月正常对照组可见骨小梁明显稀疏,排列紊乱,呈典型的骨质疏松改变.BCC组骨小梁较为致密,连接性好.PMMA组可见PIMA骨水泥颗粒,并可见有新生骨形成.MicroCT三维重建显示,术后3个月时,BCC组的骨小梁三维结构参数明显优于PMMA组(P<0.05),已与正常对照组无显性差别(P>0.05 );术后6个月时,BCC组的骨小梁三维结构参数明显优于PMMA组(P<0.05)和正常对照组(P<0.05).术后3月,BCC组椎体强度(762±129N),明显小于PMMA组(1022±189N)(P<0.05),高于正常对照组强度(527±78N)(P<0.05);但BCC组椎体强度在术后6月时达到(952±100N),几乎接近PMMA组(986±71N)(P>0.05),高于正常对照组(520±72N)(P<0.05).术后6月,BCC组椎体刚度(220±74N),小于PMMA组(307±71N)和正常对照组刚度(361±28N)(P<0.05);但BCC组椎体刚度在术后6月时达到(252±80N),与PMMA组(289±50N)和正常对照组(329±37N)无统计学差异(P>0.05).
结论:BCC骨水泥可以迅速有效地提高其椎体生物力学强度,具有诱导成骨效应,BCC骨水泥可作为椎体成形的选充填材料之一,对于椎体成形术或椎体骨折的注入防止后期椎体的高度丢失率有重大的意义,但仍需大动物实验研究及临床观察.