桑裴铭,张明,陈斌辉,蔡畅,顾仕荣,周敏

(浙江省宁波市医疗中心李惠利医院,浙江 宁波 315040)

李玉宝等[1]将具有骨传导特性的纳米羟基磷灰石(nano-hydroxyapatite,n-HA)与有机质高分聚己二酰己二胺(polyamide66,PA66)进行结合,制成高分子聚合物纳米羟基磷 灰 石 /聚 酰 胺 66(nano-hydroxyapatite/polyamide66,n-HA/PA66),具有优良生物相容性、刚性、尺寸稳定性和高分子聚己二酰己二胺的韧性完整地结合起来,结构和力学性能,特别是抗压能力、抗弯强度和弹性模量与人体皮质骨相近。目前,n-HA/PA66材料已广泛应用于脊柱前路手术、椎板缺如修复术、四肢骨肿瘤手术等手术中,并有取得了非常优良的手术效果。

纳米羟基磷灰石 /聚酰胺 66块状腰椎体间融合器(n-HA/PA66 Cage)是近些年来研发出来的新型腰椎融合器;虽然其已经过动物实验证实,具有良好的生物相容性及生物安全性[2];但是人体具有比一般的动物更加复杂的系统,为了研究将其植入人体后,是否会引起人体全身毒性反应及影响局部组织等生物安全性问题。我科自 2012年 2月至 2012年4月将 n-HA/PA66Cage通过腰椎后路经椎间孔进行腰椎椎体融合植入 20例患者体内,现报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 本组 20例 ,男性 12例 ,女性 8例;年龄22～64岁,平均 52.2岁。其中腰椎间盘突出症 15例 (L3～4椎间盘突出症 2例,L4～5椎间盘突出症 7例,L5S1椎间盘突出症 7例),腰椎滑脱 5例(L4滑脱 2例 ,L5滑脱 4例;Ⅰ度滑脱 5例,Ⅱ度滑脱 1例);在 20例患者中,有 2例进行了 2个节段的融合;所有患者均有腰痛伴双下肢放射痛,经保守治疗 3～6个月无效。

1.2 术前准备 体格检查为腰部活动受限,腰部局部压痛,下肢神经功能(肌力、感觉、反射)改变,坐骨神经牵拉试验或股神经牵拉试验阳性。经腰椎正侧位、双斜位 X线检查、腰椎CT、MRI检查证实存在腰椎间盘突出、腰椎滑脱或腰椎管狭窄表现;诊断明确后,所有患者均经保守治疗 3～6个月,无效后才行手术治疗。所有患者术前均行血压、脉搏、体温、免疫球蛋白 (Immunoglobulin,Ig)A、 G、 M,补体 C3、 C4、谷丙转氨酶、谷草转氨酶、肌酐、尿素、白细胞、红细胞、血红蛋白、血小板、C反应蛋白(C-reaction protein,CRP)、血沉检查。

1.3 内固定物材料 椎弓根钉棒系统选用美国 stryker公司生产的 XIA系统,椎间融合器选用四川国纳科技有限公司研发生产的 n-HA/PA66复合材料块状型椎体间融合器。

1.4 手术方法 全麻成功后,患者取屈髋俯卧位,腹部使用软垫架空,以减少术中出血,常规消毒铺巾,取后正中切口,分别切开皮肤、浅深筋膜及腰背筋膜;不需要减压侧采用经肌间隙入路,采用 Weinstein法[3],置入椎弓根螺钉;减压侧采用后正中入路,剥离椎旁肌至小关节突,采用同样方法置钉,行椎板间开窗 ,咬除骨组织备用;彻底减压,处理上下软骨终板后,旋入 n-HA/PA66 cage(中间植入咬除的自体松质骨),其置入深度应以其后缘位置距椎体后缘 3mm左右为宜;锁紧钉棒系统;术毕,减压侧放置引流管 1根,遂层缝合各层。所有手术均为同一组人员完成,手术时间 70～100 min,平均 80 min;术中出血 100～150 mL,平均 122.1 mL。

1.5 术后处理 术后 2d内拔除引流管,卧床休息,并嘱患者进行直腿抬高,以防止神经根黏连;术后 2～4 d戴软腰围下床活动,术后 1d内常规使用抗生素及神经营养药物,一般术后 1周出院。术后 4d、术后 2个月进行血压、脉搏、体温、Ig A、 IgG、 IgM、C3、C4、谷丙转氨酶、谷草转氨酶、肌酐、尿素、白细胞、红细胞、血红蛋白、血小板、C反应蛋白、血沉检查,采用 Weiler氏分级评估局部反应。

1.6 统计学处理 应用 SPSS13.0软件,对观察指标数据进行两独立样本均数的 t检验,T介值均取 0.05,P＞0.05,表示两独立样本的差异无统计学意义。

2 结 果

材料植入各时相点的血压、脉搏、体温结果见表1。各时相点血压、脉搏、体温结果两两比较差异均无统计学意义(P＞0.05)。

材料植入各时相点的肝功能、肾功能检查结果见表2。各时相点谷丙转氨酶、谷草转氨酶、肌酐、尿素检查结果两两比较差异均无统计学意义 (P＞0.05)。

材料植入各时相点的白细胞、红细胞、血红蛋白、血小板等血常规结果见表3。

材料植入各时相点的 C反应蛋白、血沉检查结果见表4。

材料植入各时相点的 IgA、IgG、IgM、C3、C4等免疫检查结果见表5。各时相点 Ig A、IgG、IgM、C3、C4结果两两比较差异均无统计学意义 (P＞0.05)。

表1 材料植入各时相点的血压、脉搏、体温检测结果(n=20,±s)

表1 材料植入各时相点的血压、脉搏、体温检测结果(n=20,±s)

表2 材料植入各时相点的肝功能、肾功能检测结果(n=20,±s)

表2 材料植入各时相点的肝功能、肾功能检测结果(n=20,±s)

表3 材料植入各时相点的血常规结果(n=20,±s)

表3 材料植入各时相点的血常规结果(n=20,±s)

表4 材料植入各时相点的 C反应蛋白、血沉检查结果(n=20,±s)

表4 材料植入各时相点的 C反应蛋白、血沉检查结果(n=20,±s)

表5 材料植入各时相点的免疫检查结果(n=20,±s)

表5 材料植入各时相点的免疫检查结果(n=20,±s)

术后 2个月患者门诊复查,采用 Weiler氏分级[4]标准,评估局部反应,均为 0级,无临床症状 ,无明显溶骨 ,不需要治疗。

3 讨 论

有研究报道设计出同时具有生物活性和生物相容性的骨修复材料—纳米羟基磷灰石 /聚酰胺 66[5,6],该材料是将纳米羟基磷灰石良好的生物相容性、刚性、尺寸稳定性与有机质高分聚己二酰己二胺的韧性完整地结合起来,制造出其结构和力学性能,特别是抗压能力、抗弯强度和弹性模量与人体皮质骨相近。

虽然 n-HA/PA66具有优良的特性,经过动物实验证实其生物安全性好[2],但是作为一种新型医用腰椎融合器材料,其植入人体后的安全性也是必须要研究的问题。

血压、脉搏、体温是反映患者一般情况的最常见指标,体温与机体代谢有关,是反映机体炎症、免疫等疾病早期的指标;肝功能、肾功能是反映肝脏、肾脏损害程度的指标。通过表1、表2观察结果,分析 n-HA/PA66 Cage植入人体 4 d、2个月与术前相比,差异均无统计学意义;说明该材料长期植入后对人体肝、肾功能无影响,亦不会引起人体血压、脉搏、体温变化。白细胞、红细胞、血红蛋白、血小板是人体血常规中最重要的指标。通过表3观察结果,可见术后 4d与术前相比,差异存在统计学意义,该差异也有可能与手术有关[7];术后 2个月与术前相比,差异无统计学意义,说明该材料长期植入人体后不会引起溶血等血常规变化。

血沉可以作为一项观察病情变化的重要指标,但是血沉的变化对本病并非特异性改变,只能作为病情变化和治疗的观测指标;C-反应蛋白是一种非特异性急性快时相反应蛋白,正常人血清含量极微,但在感染情况下,血清 C反应蛋白浓度可在 6h内急剧升高,而且半衰期短于 24h,具有下降周期短的特点。通过表4结果 ,可见术后 4 d与术前相比,差异存在统计学意义,该差异也有可能与手术有关[7],术后 2个月与术前相比,差异无统计学意义,说明该材料长期植入人体后不会引起血沉、C-反应蛋白变化。

人体免疫系统中 C3、C4、Ig A、IgG、IgM具有非常重要作用。 C3是补体系统中含量最多、最重要的一个组分,它是补体两条主要激活途径的中心环节,有着重要的生物学功能;C4是补体经典激活途径的一个重要组分;Ig G是血清主要的抗体成分;IgA在正常人血清中的含量仅次于 IgG,占血清免疫球蛋白含量的 10～20%;IgM是人体体液免疫最早出现的免疫球蛋白;因此 C3、C4、Ig A、Ig G、IgM在评价 n-HA/PA66 Cage植入人体后的免疫变化具有代表意义。通过表5结果,在术后 4 d、术后 2个月与术前相比,C3、C4、Ig A、IgG、IgM差异均无统计学意义;说明该材料植入人体后不会引起人体免疫反应。

综上所述,本研究通过 n-HA/PA66 Cage植入人体后检测结果显示,n-HA/PA66 Cage无毒性作用,无刺激性,具有良好的生物相容性和安全性,将有望成为一种理想的融合器材料,具有良好的应用前景。

[1] 李玉宝,顾宁,魏于全.纳米生物医药材料 [M].北京:化学工业出版社,2004:3.

[2] 于庆才,姜绪伟,丁义广.腰椎非融合及功能重建技术的最新进展 [J].中国矫形外科杂志,2012,20(3):232-234.

[3] 胥少汀,葛宝丰,徐印坎.实用骨科学 [M].第 3版.北京:人民军医出版社,2011:610-612.

[4] Urrutia J,Mery P,Martinez R,et al.Cultured auto logo us bone marrow stem cells inhibit bony fusion in a rabbit model of posterolateral lumbar fusion with autologous bone graft[J].Journal of Clinical Neuroscience,2010,17(4):481-485.

[5] Becker P,Bretschneider W,Tuschel A,et al.Life quality after instrumented lumbar fusion in the elderly[J].Spine,2010,35(15):1478-1481.

[6] 董建文,冯丰,赵卫东,等.双节段后路腰椎椎体间融合术单侧椎弓根钉固定的生物力学稳定性[J].中华外科杂志,2011,49(05):436-439.

[7] 汪雷,宋跃明,裴福兴,等.纳米羟基磷灰石 /聚酰胺66支撑体重建肿瘤切除术后脊柱稳定性的初步应用[J].中国修复重建外科杂志,2011,25(08):941-945.