第一部分聚乳酸/纳米羟基磷灰石可吸收椎间融合器的制备及其生物力学测试目的:制备出聚乳酸/纳米羟基磷灰石可吸收椎间融合器,并对其进行生物力学性能的测试。方法:采用热致相分离法制备出不同纳米羟基磷灰石质量百分比(0、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%)的聚乳酸/纳米羟基磷灰石可吸收材料,通过电镜扫描进行表征,测量可吸收材料的压缩强度、抗弯强度、弯曲模量,通过比较得出聚乳酸与纳米羟基磷灰石的最佳质量配比,并由此制备出聚乳酸/纳米羟基磷灰石可吸收椎间融合器。以6具青年男性新鲜腰椎(L1～L5)尸体标本进行试验,分为三组:正常组、自体髂骨组、聚乳酸/纳米羟基磷灰石可吸收椎间融合器组即材料组,分别进行脊柱三维运动测试、最大拔出力实验、压缩毁损实验。结果:当纳米羟基磷灰石的质量比20%时,其力学性能达到峰值,通过电镜扫描,所制备聚乳酸/纳米羟基磷灰石可吸收材料微观结构为纳米级,具有良好的孔隙率,因此,以聚乳酸与纳米羟基磷灰石质量比为80:20的配比,制备出聚乳酸/纳米羟基磷灰石可吸收椎间融合器。在前屈、左右旋转、左右侧弯的加载中,材料组中L3/4节段之间运动范围,均较髂骨组减少;在前屈、左右侧弯加载中,材料组均较正常组减少;在最大拔出力测试中,材料组的最大拔出阻力较大;在压缩毁损实验中,材料组对椎体有很好的保护作用,而且它承载能力明显好于自体髂骨组。结论:所制备聚乳酸/纳米羟基磷灰石可吸收椎间融合器,其微观结构为纳米级,与天然纤维支架相似,预计具有良好的生物相容性,力学性能较好,植入椎间后,具有较好稳定性和抗压性能,为临床应用提供了力学基础。第二部分聚乳酸/纳米羟基磷灰石/骨髓间充质干细胞复合椎间融合器的动物实验研究目的:检测聚乳酸/纳米羟基磷灰石可吸收材料的细胞相容性,制备聚乳酸/纳米羟基磷灰石/骨髓间充质干细胞复合椎间融合器,观察其椎间融合效果以及材料的可吸收性。方法:采集山羊骨髓间充质干细胞进行细胞培养,将上一步所制备聚乳酸/纳米羟基磷灰石可吸收材料与骨髓间充质干细胞混合培养,采用MTT法检测干细胞在可吸收材料孔隙中黏附和增殖情况,并进行电镜扫描。将聚乳酸/纳米羟基磷灰石可吸收椎间融合器与骨髓间充质干细胞混合培养制备出聚乳酸/纳米羟基磷灰石/骨髓间充质干细胞复合椎间融合器,将其与聚乳酸/纳米羟基磷灰石可吸收椎间融合器以及自体髂骨植入同一山羊椎体间,术后分期收集标本,进行CT扫描,生物力学测试、大体观察、光镜观察和电镜扫描。结果:骨髓间充质干细胞与聚乳酸/纳米羟基磷灰石可吸收材料混合培养6小时后,骨髓间充质干细胞在聚乳酸/纳米羟基磷灰石复合支架材料上的黏附率为72.1%。材料组细胞增殖情况明显高于对照组,电镜扫描也显示干细胞在可吸收材料支架中具有较好的黏附和增殖情况,通过椎间融合器植入山羊体内术后融合效果的观察,术后短期内,自体髂骨具有较好的融合效果,随着时间延长,可吸收材料均能达到与自体髂骨相同的融合效果,而且,聚乳酸/纳米羟基磷灰石/骨髓间充质干细胞复合椎间融合器能较快的达到良好的椎间融合。结论:本研究制备出的聚乳酸/纳米羟基磷灰石可吸收椎间融器具有良好的生物相容性,并且通过进一步复合,制备出具有生物活性的可吸收椎间融合器,证明能够满足椎间骨组织替代的要求,具有广阔的应用前景。第三部分聚乳酸/纳米羟基磷灰石可吸收椎间融合器的生物安全性研究目的:观察聚乳酸/纳米羟基磷灰石可吸收材料的生物安全性。方法:将聚乳酸/纳米羟基磷灰石可吸收材料浸提液对SD大鼠进行腹腔内注射,观察大鼠的急性毒性反应;在SD大鼠脊柱两侧种植聚乳酸/纳米羟基磷灰石可吸收材料和单纯聚乳酸试样,于术后15、30、60、90天取材,观察试样周围组织的炎症反应和纤维囊壁情况以及心、肝、肾等脏器情况。结果:所有实验动物在观察期间无一例死亡,各动物活动、进食、生长情况良好,未出现腹泻,震颤,呼吸困难,运动机能减退等情况;术后15天,聚乳酸/纳米羟基磷灰石可吸收材料组和聚乳酸组周围均可见中性粒细胞,炎症反应Ⅱ级,囊壁反应均Ⅳ级。术后30天,炎症反应Ⅰ级,囊壁反应Ⅲ级,术后60天,炎症反应Ⅰ级、囊壁反应均Ⅱ级,术后90天,炎症反应和囊壁反应均为Ⅰ级或以下;术后各时间点观察,心、肝、肾等脏器均正常。结论:该自制聚乳酸/纳米羟基磷灰石可吸收材料植入局部反应良好,有较好的生物安全性。