纳米复合材料制备的生物活性全降解分层自锁定颈椎融合器的研制及其成骨性能研究

颈椎退变性疾病是骨科常见病，致残率高，多需手术治疗。目前采用椎间盘摘除、椎间融合联用钢板内固定。融合材料为自体髂骨或融合器，但存在取骨并发症、融合器沉降、应力遮挡、钢板刺激和无法降解等弊病。已证明聚L乳酸（PLLA）和β-磷酸三钙（TCP）具有良好生物相容性和力学强度，在体内可逐渐降解。本项目研制PLLA/β- TCP纳米粒子有机/无机复合材料，通过探索材料配比及工艺，制作内部多孔、外环实心的分层颈椎融合器，研发高强度PLLA制作锁定片发挥自锁定功能。中央多孔部用凝胶法复合rh-BMP-2，有利于血管长入及成骨细胞生长，外环实心部弹性模量适宜并有足够力学支撑，融合器最终全部降解，达到生物学融合，避免了上述缺陷。将该融合器在兔体内进行组织相容性及成骨检测，并植入羊颈椎间融合模型，从大体动物、生物力学、组织学检查、分子水平等不同角度探讨其作用机制及应用潜力，为研发理想的脊柱融合器奠定实验基础。

本项目研制PLA/β- TCP纳米粒子有机/无机复合材料，通过探索材料配比及工艺，制作复合多孔支架材料,研究不同β- TCP纳米粒子含量的多孔支架体外降解和成骨性能，我们发现含30%纳米β- TCP的多孔支架具有较好的力学性能和成骨能力；同时我们研究了PLA/β- TCP纳米粒子有机/无机复合实心材料，用于加工成融合器的外层和插片，外环实心部弹性模量适宜并有足够力学支撑维持椎间隙高度，高强度复合材料锁定片用于打入上下椎体发挥自锁定功能，以增加融合器植入后的即刻稳定性。通过体外生物力学实验我们证实新型复合材料融合器在稳定性方面明显优于临床常用PEEK融合器和自体三面皮质髂骨。最后我们将融合器植入羊颈椎间，从大体动物、影像学、生物力学、组织学检查、分子水平等不同角度观察，获得了满意的融合效果，为研发理想的脊柱融合器奠定实验基础。本项目已发表SCI论文11篇，中文核心期刊论文3篇，获得上海市科技进步奖一等奖一项。