聚醚醚酮 (Polyetheretherketone,PEEK) 是一种聚合物树脂材料,具备良好的耐磨、耐高温、良好的机械性能与抗疲劳性、以及便于加工等优良的综合性能,广泛用于颈椎椎间融合器等内固定装置。PEEK的缺陷在于其致密性高,而使骨组织很难附着在其表面。近年来,多孔钽(porous tantalum,TM)置入物因其极好的生物相容性及与松质骨类似的微观结构,已逐渐引起医学界的广泛关注。有研究报道称,TM在单节段颈椎融合的疗效可与自体骨相媲美,然而目前关于TM的脊柱应用研究较少,特别是TM置入体内后宿主椎体骨组织对TM的反应入和仍未见研究报道。为此,美国学者Sinclair, Sarina K.等进行了一项动物的体内研究,在山羊模型上比较宿主骨组织对PEEK与TM两种置入物
的反应,相关研究结果最近发表在Spine 杂志上。在该研究中,作者对25只山羊行颈椎前路椎间融合术(Anterior Cervical Discectomy and Fusion,ACDF),其中13只羊采用TM椎间融合器,另外12只羊采用PEEK椎间融合器。并分别在ACDF术后的6周、12周、26周取出椎间融合器,每次取出4只羊,其中TM组在第12周取出5只羊。两种椎间融合器中央均有一个植骨孔隙(graft hole,GH),其内有来自山羊髂骨的自体骨。通过背散射电子成像(Backscattered Electron Imaging,BSE)技术确定移植物周围骨组织的百分比、与宿主骨组织直接对合的移植物表面的百分比、以及通过移植物GH的骨桥。此外,还通过切片染色等组织学分析确定骨基质矿化沉积率(mineral apposition rate,MAR)。
结果发现,在6周、12周、26周各时间点上,TM组的动物中植入物
表面的骨量均明显高于PEEK组的动物。TM组动物GH区的MAR在第6、12周均明显高于PEEK组,但至第26周二者之间却无显著的差异。此外,TM组中自体移植骨与椎体骨组织之间出现骨桥的动物数量也远多于PEEK组。组织染色显示TM椎间融合器表面附着的宿主骨组织远多于PEEK椎间融合器。该研究结果表明,TM植入物
对宿主骨组织向移植物内部及周围生长的促进作用要优于PEEK置入物 。该研究为TM置入物 的临床应用提供了动物体内的研究证据,将进一步推进TM植入物 在脊柱外科的领域应用。
图1.PEEK组(P)与TM组(T)动物标本前后位与侧位术后影像
图2.PEEK组(上图)与TM组(下组)移植物周围骨组织百分比分析。
图3.通过背散射电子成像确定TM移植物内骨量。左图:移植物背侧,右图:移植物腹侧
图4:骨-移植物交界面骨组织切片染色(26周组动物,X20倍)可见PEEK(左图)移植物周围多为纤维组织(蓝色),而TM(右图)移植物周围与内部多为骨组织(紫色)。
表1.通过植骨孔隙的骨桥分级
表2.骨桥评分汇总。TM组与PEEK组植骨孔隙区域骨桥评分之间存在明显的差异(p<0.05)