n-HA/PA66 Cage在腰椎融合術(shù)中的生物安全性研究

桑裴銘,張明,陳斌輝,蔡暢,顧仕榮,周敏

(浙江省寧波市醫(yī)療中心李惠利醫(yī)院,浙江 寧波 315040)

李玉寶等[1]將具有骨傳導(dǎo)特性的納米羥基磷灰石(nano-hydroxyapatite,n-HA)與有機(jī)質(zhì)高分聚己二酰己二胺(polyamide66,PA66)進(jìn)行結(jié)合,制成高分子聚合物納米羥基磷 灰 石 /聚 酰 胺 66(nano-hydroxyapatite/polyamide66,n-HA/PA66),具有優(yōu)良生物相容性、剛性、尺寸穩(wěn)定性和高分子聚己二酰己二胺的韌性完整地結(jié)合起來,結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能,特別是抗壓能力、抗彎強(qiáng)度和彈性模量與人體皮質(zhì)骨相近。目前,n-HA/PA66材料已廣泛應(yīng)用于脊柱前路手術(shù)、椎板缺如修復(fù)術(shù)、四肢骨腫瘤手術(shù)等手術(shù)中,并有取得了非常優(yōu)良的手術(shù)效果。

納米羥基磷灰石 /聚酰胺 66塊狀腰椎體間融合器(n-HA/PA66 Cage)是近些年來研發(fā)出來的新型腰椎融合器;雖然其已經(jīng)過動物實驗證實,具有良好的生物相容性及生物安全性[2];但是人體具有比一般的動物更加復(fù)雜的系統(tǒng),為了研究將其植入人體后,是否會引起人體全身毒性反應(yīng)及影響局部組織等生物安全性問題。我科自 2012年 2月至 2012年4月將 n-HA/PA66Cage通過腰椎后路經(jīng)椎間孔進(jìn)行腰椎椎體融合植入 20例患者體內(nèi),現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 本組 20例 ,男性 12例 ,女性 8例;年齡22～64歲,平均 52.2歲。其中腰椎間盤突出癥 15例 (L3～4椎間盤突出癥 2例,L4～5椎間盤突出癥 7例,L5S1椎間盤突出癥 7例),腰椎滑脫 5例(L4滑脫 2例 ,L5滑脫 4例;Ⅰ度滑脫 5例,Ⅱ度滑脫 1例);在 20例患者中,有 2例進(jìn)行了 2個節(jié)段的融合;所有患者均有腰痛伴雙下肢放射痛,經(jīng)保守治療 3～6個月無效。

1.2 術(shù)前準(zhǔn)備 體格檢查為腰部活動受限,腰部局部壓痛,下肢神經(jīng)功能(肌力、感覺、反射)改變,坐骨神經(jīng)牽拉試驗或股神經(jīng)牽拉試驗陽性。經(jīng)腰椎正側(cè)位、雙斜位 X線檢查、腰椎CT、MRI檢查證實存在腰椎間盤突出、腰椎滑脫或腰椎管狹窄表現(xiàn);診斷明確后,所有患者均經(jīng)保守治療 3～6個月,無效后才行手術(shù)治療。所有患者術(shù)前均行血壓、脈搏、體溫、免疫球蛋白 (Immunoglobulin,Ig)A、 G、 M,補(bǔ)體 C3、 C4、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、肌酐、尿素、白細(xì)胞、紅細(xì)胞、血紅蛋白、血小板、C反應(yīng)蛋白(C-reaction protein,CRP)、血沉檢查。

1.3 內(nèi)固定物材料 椎弓根釘棒系統(tǒng)選用美國 stryker公司生產(chǎn)的 XIA系統(tǒng),椎間融合器選用四川國納科技有限公司研發(fā)生產(chǎn)的 n-HA/PA66復(fù)合材料塊狀型椎體間融合器。

1.4 手術(shù)方法 全麻成功后,患者取屈髖俯臥位,腹部使用軟墊架空,以減少術(shù)中出血,常規(guī)消毒鋪巾,取后正中切口,分別切開皮膚、淺深筋膜及腰背筋膜;不需要減壓側(cè)采用經(jīng)肌間隙入路,采用 Weinstein法[3],置入椎弓根螺釘;減壓側(cè)采用后正中入路,剝離椎旁肌至小關(guān)節(jié)突,采用同樣方法置釘,行椎板間開窗 ,咬除骨組織備用;徹底減壓,處理上下軟骨終板后,旋入 n-HA/PA66 cage(中間植入咬除的自體松質(zhì)骨),其置入深度應(yīng)以其后緣位置距椎體后緣 3mm左右為宜;鎖緊釘棒系統(tǒng);術(shù)畢,減壓側(cè)放置引流管 1根,遂層縫合各層。所有手術(shù)均為同一組人員完成,手術(shù)時間 70～100 min,平均 80 min;術(shù)中出血 100～150 mL,平均 122.1 mL。

1.5 術(shù)后處理 術(shù)后 2d內(nèi)拔除引流管,臥床休息,并囑患者進(jìn)行直腿抬高,以防止神經(jīng)根黏連;術(shù)后 2～4 d戴軟腰圍下床活動,術(shù)后 1d內(nèi)常規(guī)使用抗生素及神經(jīng)營養(yǎng)藥物,一般術(shù)后 1周出院。術(shù)后 4d、術(shù)后 2個月進(jìn)行血壓、脈搏、體溫、Ig A、 IgG、 IgM、C3、C4、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、肌酐、尿素、白細(xì)胞、紅細(xì)胞、血紅蛋白、血小板、C反應(yīng)蛋白、血沉檢查,采用 Weiler氏分級評估局部反應(yīng)。

1.6 統(tǒng)計學(xué)處理 應(yīng)用 SPSS13.0軟件,對觀察指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行兩獨(dú)立樣本均數(shù)的 t檢驗,T介值均取 0.05,P＞0.05,表示兩獨(dú)立樣本的差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

材料植入各時相點(diǎn)的血壓、脈搏、體溫結(jié)果見表1。各時相點(diǎn)血壓、脈搏、體溫結(jié)果兩兩比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。

材料植入各時相點(diǎn)的肝功能、腎功能檢查結(jié)果見表2。各時相點(diǎn)谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、肌酐、尿素檢查結(jié)果兩兩比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義 (P＞0.05)。

材料植入各時相點(diǎn)的白細(xì)胞、紅細(xì)胞、血紅蛋白、血小板等血常規(guī)結(jié)果見表3。

材料植入各時相點(diǎn)的 C反應(yīng)蛋白、血沉檢查結(jié)果見表4。

材料植入各時相點(diǎn)的 IgA、IgG、IgM、C3、C4等免疫檢查結(jié)果見表5。各時相點(diǎn) Ig A、IgG、IgM、C3、C4結(jié)果兩兩比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義 (P＞0.05)。

表1 材料植入各時相點(diǎn)的血壓、脈搏、體溫檢測結(jié)果(n=20,±s)

表1 材料植入各時相點(diǎn)的血壓、脈搏、體溫檢測結(jié)果(n=20,±s)

表2 材料植入各時相點(diǎn)的肝功能、腎功能檢測結(jié)果(n=20,±s)

表2 材料植入各時相點(diǎn)的肝功能、腎功能檢測結(jié)果(n=20,±s)

表3 材料植入各時相點(diǎn)的血常規(guī)結(jié)果(n=20,±s)

表3 材料植入各時相點(diǎn)的血常規(guī)結(jié)果(n=20,±s)

表4 材料植入各時相點(diǎn)的 C反應(yīng)蛋白、血沉檢查結(jié)果(n=20,±s)

表4 材料植入各時相點(diǎn)的 C反應(yīng)蛋白、血沉檢查結(jié)果(n=20,±s)

表5 材料植入各時相點(diǎn)的免疫檢查結(jié)果(n=20,±s)

表5 材料植入各時相點(diǎn)的免疫檢查結(jié)果(n=20,±s)

術(shù)后 2個月患者門診復(fù)查,采用 Weiler氏分級[4]標(biāo)準(zhǔn),評估局部反應(yīng),均為 0級,無臨床癥狀 ,無明顯溶骨 ,不需要治療。

3 討 論

有研究報道設(shè)計出同時具有生物活性和生物相容性的骨修復(fù)材料—納米羥基磷灰石 /聚酰胺 66[5,6],該材料是將納米羥基磷灰石良好的生物相容性、剛性、尺寸穩(wěn)定性與有機(jī)質(zhì)高分聚己二酰己二胺的韌性完整地結(jié)合起來,制造出其結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能,特別是抗壓能力、抗彎強(qiáng)度和彈性模量與人體皮質(zhì)骨相近。

雖然 n-HA/PA66具有優(yōu)良的特性,經(jīng)過動物實驗證實其生物安全性好[2],但是作為一種新型醫(yī)用腰椎融合器材料,其植入人體后的安全性也是必須要研究的問題。

血壓、脈搏、體溫是反映患者一般情況的最常見指標(biāo),體溫與機(jī)體代謝有關(guān),是反映機(jī)體炎癥、免疫等疾病早期的指標(biāo);肝功能、腎功能是反映肝臟、腎臟損害程度的指標(biāo)。通過表1、表2觀察結(jié)果,分析 n-HA/PA66 Cage植入人體 4 d、2個月與術(shù)前相比,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義;說明該材料長期植入后對人體肝、腎功能無影響,亦不會引起人體血壓、脈搏、體溫變化。白細(xì)胞、紅細(xì)胞、血紅蛋白、血小板是人體血常規(guī)中最重要的指標(biāo)。通過表3觀察結(jié)果,可見術(shù)后 4d與術(shù)前相比,差異存在統(tǒng)計學(xué)意義,該差異也有可能與手術(shù)有關(guān)[7];術(shù)后 2個月與術(shù)前相比,差異無統(tǒng)計學(xué)意義,說明該材料長期植入人體后不會引起溶血等血常規(guī)變化。

血沉可以作為一項觀察病情變化的重要指標(biāo),但是血沉的變化對本病并非特異性改變,只能作為病情變化和治療的觀測指標(biāo);C-反應(yīng)蛋白是一種非特異性急性快時相反應(yīng)蛋白,正常人血清含量極微,但在感染情況下,血清 C反應(yīng)蛋白濃度可在 6h內(nèi)急劇升高,而且半衰期短于 24h,具有下降周期短的特點(diǎn)。通過表4結(jié)果 ,可見術(shù)后 4 d與術(shù)前相比,差異存在統(tǒng)計學(xué)意義,該差異也有可能與手術(shù)有關(guān)[7],術(shù)后 2個月與術(shù)前相比,差異無統(tǒng)計學(xué)意義,說明該材料長期植入人體后不會引起血沉、C-反應(yīng)蛋白變化。

人體免疫系統(tǒng)中 C3、C4、Ig A、IgG、IgM具有非常重要作用。 C3是補(bǔ)體系統(tǒng)中含量最多、最重要的一個組分,它是補(bǔ)體兩條主要激活途徑的中心環(huán)節(jié),有著重要的生物學(xué)功能;C4是補(bǔ)體經(jīng)典激活途徑的一個重要組分;Ig G是血清主要的抗體成分;IgA在正常人血清中的含量僅次于 IgG,占血清免疫球蛋白含量的 10～20%;IgM是人體體液免疫最早出現(xiàn)的免疫球蛋白;因此 C3、C4、Ig A、Ig G、IgM在評價 n-HA/PA66 Cage植入人體后的免疫變化具有代表意義。通過表5結(jié)果,在術(shù)后 4 d、術(shù)后 2個月與術(shù)前相比,C3、C4、Ig A、IgG、IgM差異均無統(tǒng)計學(xué)意義;說明該材料植入人體后不會引起人體免疫反應(yīng)。

綜上所述,本研究通過 n-HA/PA66 Cage植入人體后檢測結(jié)果顯示,n-HA/PA66 Cage無毒性作用,無刺激性,具有良好的生物相容性和安全性,將有望成為一種理想的融合器材料,具有良好的應(yīng)用前景。

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