论文部分内容阅读
目的:探讨电子束熔融(EBM)制备多孔钛合金融合器的力学性能、生物相容性及椎间融合效果。方法:通过计算机设计和EBM技术制备多孔钛合金(Ti-6Al-4V)融合器,通过电子显微镜观察其表征和微观结构,通过体外力学试验评估其弹性模型和抗压强度,通过四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法(MTT)法评估生物相容性。选取12只雄性成年小尾寒羊,建立小尾寒羊颈椎椎间融合模型,按照随机数字表法分为两组,每组6只。实验组置入3D打印椎间融合器,对照组置入聚醚醚酮(PEEK)融合器(中空处含有碎骨粒)。术后6个月行X线片检查,观察融合器是否有移位、松动或下沉;Micro-CT观察椎间隙骨小梁生长情况;组织学观察微观结构下椎间融合情况,分析两组融合器内的矿化骨百分比(MBF)和材料-骨结合百分比(BA)。结果:多孔钛合金融合器是一个中间为八面体金属小梁、外围为金属框的结构,金属小梁的直径为(413±78)μm,孔径为(597±46)μm,孔隙率为(54.8±5.8)%;弹性模量为(19.6±0.8)GPa,压缩强度为(37.6±2.3)GPa,刚度为(17 633±882)N/mm;多孔钛合金融合器具有良好的生物相容性。两组X线片均未见融合器出现移位和松动。两组Micro-CT检查可见贯通整个椎间隙的骨小梁分布,实现了骨性融合;实验组新生骨组织对金属小梁形成了结合紧密,对照组新生骨质和PEEK融合器之间仍可见到空隙。组织学显示实验组椎间隙MBF为(43.7±10.6)%,与对照组[(46.5±11.4)%]差异无统计学意义(n P>0.05),而对照组骨小梁和PEEK融合器交界处可见较多的纤维组织包裹,骨组织与PEEK融合器未形成紧密融合;实验组BA为(53.7±12.8)%,对照组为(7.5±2.8)%(n P0.05). While there were fibrous tissues at the junction of trabecular bone and PEEK cage in control group and the bone tissues and PEEK cage did not form a tight fusion. The BA in experimental group was (53.7±12.8)%, and in control group was (7.5±2.8)% (n P<0.05).n Conclusions:The porous titanium alloy cage prepared by EBM has suitable mechanical properties and porosity, good biocompatibility and intervertebral fusion effect. The porous titanium alloy cage has clinical application prospects.