目的：脊柱融合是目前外科治疗脊柱不稳最常用的手术方法之一。近些年来,腰椎不稳被受人们重视,有人报道近1/3的下腰痛患者是由于腰椎不稳造成的,自体骨由于具有良好的骨传导性、骨诱导性及骨生成作用,至今仍然是植骨融合的金标准。然而,自体骨移植存在着供骨量有限、手术时间长、术中额外失血多以及供骨区长期疼痛、髂骨骨折、深部感染、腹部疝等并发症,因此,寻找一种理想的人工骨骨移植替代材料已成为材料学、医学以及生物学等交叉学科的研究热点,为了解决临床骨移植材料的不足,各种骨移植替代材料已用于脊柱外科的基础研究和临床研究。本实验利用兔腰椎横突间植骨融合模型,评价不同的植骨材料对于兔腰椎横突间融合的影响,并探讨不同的植骨材料在替代自体骨用于腰椎横突间融合的可行性。方法：将健康成年雄性新西兰大白兔28只(平均3.1kg)随机均分为四组(每组7只), A组为壳聚糖/硅酸钙(CS/CaSiO3),B组为硅酸钙(CaSiO3),为壳聚糖(CS),D组为自体髂骨。根据Boden介绍的动物模型的制作方法,制作L4/5横突间植骨融合模型,分别行腰椎后外侧横突间脊柱融合术,将人工骨分别植入两侧的L4/5横突间。采用0.7%戊巴比妥钠耳缘静脉麻醉,术前备皮,俯卧位固定、复方碘伏消毒液消毒,铺无菌洞巾,严格无菌操作,以L4/5为中心做背侧正中切口,长约5cm。切开两侧背部筋膜,自多裂肌和最长肌之间钝性分离进入,逐层分离组织,显露双侧横突根部,去除其上软组织,用磨钻去除横突皮质至露出松质骨,注意勿伤周围的血管及神经。将两侧分别植入预先准备好的人工骨植骨材料约2.5g,止血后逐层缝合,无菌纱布包扎固定,每只仅处理4个横突。自体髂骨组,采用0.7%戊巴比妥钠耳缘静脉麻醉,术前备皮,俯卧位固定、复方碘伏消毒液消毒,铺无菌洞巾,严格无菌操作,以髂前上棘为中心做正中切口,长约3cm,钝性分离进入,逐层分离组织,去除其上软组织和肌肉,充分显露髂骨,用咬骨钳咬下髂骨(约10mm×7mm×3mm),止血后逐层缝合,正中切口同前所述,用咬骨钳将取出的髂骨咬碎,置于L4/5横突之间。术后12周行大体观察、影像学观察、组织学观察、手法检测和生物力学检测,用以观察人工骨的生成情况。结果：一般情况,四组兔子均存活无异常死亡,切口均愈合好,人工骨周围软组织无炎症现象,皮肤无红肿无化脓。术后12周,A、B、C各组骨痂仅限于横突间区域,各组间人工骨周围软组织无炎性细胞浸润、无区外成骨,术后X射线检查无人工骨脱落移位现象。大体观察及手法检测横突间融合情况,各组骨痂仅限于横突间区域,无区外成骨,自体髂骨组、CaSiO3组和CS组在融合率上差异无统计学意义(融合率分别为71.4%,57.1%,57.1%)；CS/CaSiO3组植入部位不仅具有明显的成骨现象,而且都能达到坚固融合,背伸、前屈、侧屈及轴向旋转均无任何活动,CS/CaSiO3组融合率(100%)和自体髂骨组无明显差异,高于其他组(P=0.046)。影像学观察横突间融合情况,术后12周,拍摄侧位X射线片显示,自体髂骨组显示骨性融合,横突间有连续骨小梁形成,终板和植骨面之间无间隙和透亮带,但融合骨块较小；CaSiO3组显示椎体边缘未见间隙,无植骨块下沉,有中等量连续骨桥形成,有软骨结构；CS组有中等量新生骨生成,有成骨表现,散在点状高密度影消失；CS/CaSiO3组完全骨性融合且融合稳固,两横突之间有连续性骨小梁形成,植入物与横突连接在一起,维持正常横突间隙的高度。抗拉伸强度检测结果,对所有标本进行非破坏性生物力学检测,自体髂骨组与CaSiO3组和CS组在统计学上没有显著性差异(P>0.05); CS/CaSiO3组抗拉伸强度最大,其生物力学强度高于其他组(P<0.05)。组织学观察,手法检测后每组取2个标本进行组织学检查,CS/CaSiO3组术后12周有少量软骨及大量连续骨小梁形成,形成大量编织骨,围绕骨小梁周边结构为皮质骨,可见软骨结构,软骨后成骨,成骨代谢活性已接近正常,植入物的植入部位已达到骨性融合；自体髂骨组术后12周开始有新生骨形成,可见不规则编织骨及新生骨小梁形成,可见骨质连续,有软骨成分,骨基质骨细胞多,但其成骨能力不及CS/CaSiO3组；CaSiO3组融合块横突之间有不规则骨小梁形成,可见中等量大块编织骨形成；CS组周围有类骨质聚集和软骨细胞,有成骨表现,成熟度低于CS/CaSiO3组。结论：三种材料均能代替白体骨行脊柱横突间融合,CS/CaSiO3复合材料更能促进脊柱融合,并能提高脊柱融合的生物力学强度,有望成为一种新型的理想的横突间脊柱融合的骨移植替代材料。