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用于空心椎弓根螺钉增强固定的新型可注射磷酸钙纳米复合材料

 

Authors Sun H, Liu C, Liu H, Bai Y, Zhang Z, Li X, Li C, Yang H, Yang L

Received 9 January 2017

Accepted for publication 24 February 2017

Published 27 April 2017 Volume 2017:12 Pages 3395—3406

DOI https://doi.org/10.2147/IJN.S131962

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Editor who approved publication: Dr Linlin Sun

摘要:利用聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate, PMMA)骨水泥增强空心椎弓根螺钉固定是目前广泛应用于治疗合并骨质疏松症的腰椎退行性疾病的方法。尽管这一方法的短期临床效果令人满意,但 PMMA 过高的强度、刚度和不可降解性所引发的术后问题及其并发症的潜在隐患仍极大地影响其长期疗效和安全性。为了更好地满足空心椎弓根螺钉固定的要求,本研究设计和开发了一种新的可注射、生物降解型的纳米复合磷酸钙复合材料(CPN)。与现有 PMMA 相比,CPN 具有相似的可注射性、流动性和在松质骨中的弥散性,并展示出更高的抗拔出性能;而与传统的磷酸钙骨水泥(CPC)相比,CPN 的力学性能、注射性、体内可降解性都全面超出。在轴向抗拔出力方面,由 CPN 固定的椎弓根螺钉最高可达 ~120 N,高于 PMMA~100 N)和 CPC~95 N)。CPN 的抗压强度是 CPC 强度的 倍,可达 50 MPa,其可注射率达到 95%。在大鼠股骨体内植入 CPN 骨水泥 周后,材料发生降解并有新骨生成。上述实验结果表明,CPN 的优异性能可望在空心椎弓根螺钉固定中替代现有的 PMMA 骨水泥,其潜在的临床应用价值值得进一步研究和转化开发。
关键词:磷酸钙纳米复合材料;可注射;可生物降解;椎弓根螺钉;腰椎退行性疾病;骨质疏松