可预防经皮椎体后凸成形术中骨水泥溃散的可降解高分子网状球囊的制备与性能研究

本研究针对经皮椎体后凸成形术（PKP）中磷酸钙骨水泥（CPC）抗水/血溶性差导致溃散与渗漏的问题，设计了一种表面复合可快速降解生物大分子内膜的多孔网状可降解高分子球囊，通过内膜与纤维网状结构的降解，使CPC与椎体骨有效接触并骨性结合。研究通过溶液聚合等方法制备可控降解且力学性能优异的生物高分子材料，通过静电纺丝及编织法等先进工艺加工制备纤维网状结构，以固定球囊形态及提高球囊力学性能。同时，通过复合易降解生物高分子所制备的内膜，有效控制CPC的溃散与渗漏，并利用内膜与纤维网状结构的降解，实现CPC与椎体骨的融合。研究详细考察了成分、结构、功能化等参数对纤维和内膜所用高分子材料各项性能的影响规律及机制，同时对球囊的生物相容性、力学性能、降解性能、抗骨水泥溃散及渗漏的有效性等方面进行了系统研究。

椎体成形术(Percutaneous vertebroplasty,PVP)和椎体后凸成形术(percutaneous kyphoplasty,PKP)是目前治疗椎体压缩骨折的重要手段之一。目前应用的骨水泥（PMMA）硬度大、无生物活性，为术后治疗椎体或邻近椎体再发骨折的可能原因；而磷酸钙骨水泥(calcium phosphate cement,CPC)存在抗压强度小，及遇水易溃散的缺陷。我们提出应用球囊包裹CPC的方式，以减小其接触体液面积，防止溃散，增大抗压强度，并获得一系列的研究成果。首次提出多孔网状可降解球囊的概念，使植入椎体内的物体可以完全降解并被骨组织替代；采用生物相容性好的高分子物质，通过静电纺丝技术制备球囊，使其抗拉伸强度增大，在扩张过程中球囊膜仍可保持网状微孔结构，保证了Ca2+析出。我们制备的纳米级CPC，具备较强的抗水溶性。应用自行研制的相应配套手术器械将球囊及其包裹的CPC植入动物骨骼内进行了实验研究。活体实验结果表明多孔网状可降解球囊及骨水泥生物相容性好，降解时间与骨生长相匹配；离体椎体植入实验结果显示压缩椎体高度得到有效恢复，其强度与刚度均与正常椎体相似。