人工椎体作为一类有效的椎体替代物在临床上得到了广泛应用。椎体替代材料各异,如自体骨、同种异体骨、陶瓷、金属等,这些材料各有优缺点。理想的替代材料需满足以下条件:有良好的生物相容性;有骨传导和骨诱导特征;达到理想的抗压强度;无免疫原性或抗原性最小;使用方便,费用低廉。近年来,随着组织工程学的发展出现了复合型椎体替代材料,它既能提供术后即刻稳定性又能与椎体形成永久的骨性融合。李玉宝等研制的纳米羟基磷灰石/聚酰胺66(n-HA/PA66)复合材料,其抗压、抗弯强度和弹性模量等性能与人体皮质骨类似,具有良好的生物相容性及生物安全性。在此基础上研制的n-HA/PA66复合生物活性人工椎体作为一类新型的具有生物活性的人工椎体,为重建脊柱稳定性提供了一个新的发展契机。本实验主要由二部分组成:一、纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合生物活性人工椎体的极限生物力学研究二、纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合生物活性人工椎体在胸腰椎骨折中的应用研究目的:通过对纳米羟基磷灰石/聚酰胺复合生物活性人工椎体(n-HA/PA66)进行极限生物力学测试以及重建胸腰椎爆裂骨折的临床研究,检测复合人工椎体在颈、胸、腰椎的极限载荷及极限位移,分析其生物力学性能,并就其在胸腰椎爆裂骨折中的作用及临床应用效果进行研究分析,为该复合材料的进一步研究开发及临床应用提供参考资料。方法:(1)将人体脊柱标本分为颈椎、胸椎、腰椎三部分,每部分标本均各自配对。颈、胸、腰椎配对标本各自随机分为对照组(IS)、髂骨组(IBG)、钛网组(TI)、复合人工椎体组(AVB)四组。对照组为两配对椎体直接上下轴向叠放在一起实验;髂骨组、钛网组、复合人工椎体组分别将髂骨、钛网、复合人工椎体安放在两配对椎体之间的中央部进行轴向压缩实验。将待测实验组标本安放于电子万能材料试验机上进行极限载荷-位移测试,记录载荷--位移曲线,椎体出现塌陷或压缩性骨折的标准是载荷--位移曲线出现最高点,即椎体的载荷出现下降。试验机的载荷信号由计算机数据采集系统记录,并由相应的测试分析分别测量其最大载荷及位移。(2)从2003年12月～2005年11月,行胸腰椎爆裂骨折前路减压、n-HA/PA66复合生物活性人工椎体移植重建椎体结构36例,研究其在胸腰椎骨折中恢复椎体结构和高度的作用。对上述实验所得数据用SPSS13.0统计软件进行统计学分析比较,并规定以P<0.05为具有显著性差异。结果:(1)相比髂骨组、钛网组及复合人工椎体组,自身对照组的极限载荷最高、极限位移最大。髂骨组的承载能力最差,仅为对照组标本的26%～31%。复合人工椎体对椎体有更好的保护作用,而且与钛网一样有着良好的承载能力。(2)随访6～21个月(平均8个月),植入体3～4个月愈合、重建的椎体高度无降低,术前神经损伤功能有不同程度恢复结论:(1)n-HA/PA66复合人工椎体材料不仅具有良好的生物活性,而且具有良好的轴向压缩载荷和椎间支撑能力,力学性能优异,是一种比较理想的椎体替代材料,具有极好的应用前景。(2)n-HA/PA66复合生物活性人工椎体可有效恢复爆裂、压缩椎体的高度和结构,并能与椎体愈合,达到有效重建脊椎结构的作用,可以临床推广使用。