1、研究背景：
　　 腰椎間盤退變和突出是目前臨床上引起下腰痛的主要病因。各種腰椎間盤切除手術(shù)由于解除了椎間盤組織對馬尾神經(jīng)和神經(jīng)根的壓迫，短期內(nèi)具有良好的臨床效果。但由于術(shù)后椎間盤承重作用的破壞，產(chǎn)生了一系列生物力學(xué)紊亂，晚期不可避免的出現(xiàn)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)增生、椎管狹窄和腰椎不穩(wěn)定，引起相應(yīng)的癥狀。脊柱融合術(shù)雖能完全切除退變椎間盤組織，穩(wěn)定病變節(jié)段，但由于融合后應(yīng)力轉(zhuǎn)移集中至相鄰節(jié)段，又會開始加速鄰近椎間盤退變過程，導(dǎo)致惡性循環(huán)。此外，

2、脊柱融合術(shù)還會帶來髂骨等供骨區(qū)疼痛、植骨塊不融合、假關(guān)節(jié)形成以及內(nèi)固定斷裂等并發(fā)癥。腰椎人工髓核置換術(shù)由于在治療腰椎退行性病變的同時(shí)保留了脊柱的運(yùn)動功能，理論上可以克服單純腰椎間盤摘除術(shù)和腰椎融合術(shù)的缺點(diǎn)。近年來，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了深入的研究，隨訪結(jié)果報(bào)告這種方法的短期臨床療效較好，但隨著隨訪時(shí)間的延長，部分患者出現(xiàn)軟骨終板損傷及假體下沉。有學(xué)者認(rèn)為此種并發(fā)癥可能與髓核假體彈性模量過高有關(guān)。為尋求更理想的髓核材料，本課題組研制了一種新型人

3、工髓核材料-果膠/聚乙烯醇復(fù)合(Pectin/PVA composite，CoPP)水凝膠。通過對該材料的力學(xué)性能、溶漲性能等相關(guān)基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)果膠/聚乙烯醇復(fù)合水凝膠是一種軟而韌、緩沖載荷能力較強(qiáng)、滲透性好的粘彈性材料，力學(xué)特性更接近人體正常髓核，彈性模量約為2.8Mpa，有望成為理想的人工髓核材料。
　　 為進(jìn)一步探討果膠/聚乙烯醇復(fù)合水凝膠作為人工髓核材料應(yīng)用的價(jià)值，本課題在對果膠/聚乙烯醇復(fù)合水凝膠作為人工髓核假體的基礎(chǔ)研

4、究之上，繼續(xù)完善其生物組織相容性；將果膠/聚乙烯醇復(fù)合水凝膠鑄成正常髓核外形的假體，植入新鮮人體腰椎標(biāo)本評價(jià)其生物力學(xué)性能；最后建立兔腰椎髓核置換手術(shù)的動物模型，并比較果膠/聚乙烯醇復(fù)合水凝膠和聚乙烯醇水凝膠作為髓核假體對阻抑椎間盤退變的作用。
　　 研究目的：
　　 1.評價(jià)果膠/聚乙烯醇復(fù)合水凝膠作為新型人工髓核材料的生物組織相容性。
　　 2.評價(jià)果膠/聚乙烯醇復(fù)合水凝膠人工髓核植入對腰椎穩(wěn)定性的影響；并與

5、腰椎前路融合比較，評價(jià)對鄰近節(jié)段運(yùn)動范圍和椎間盤內(nèi)壓的影響。
　　 3.建立動物模型，評價(jià)果膠/聚乙烯醇復(fù)合水凝膠人工髓核置換延緩腰椎間盤退變的治療作用。
　　 研究方法
　　 1.按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T16886的要求，對果膠/聚乙烯醇復(fù)合水凝膠進(jìn)行了全身急性毒性試驗(yàn)、致敏試驗(yàn)、溶血試驗(yàn)、Ames試驗(yàn)、小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗(yàn)和哺乳細(xì)胞體外染色體畸變試驗(yàn)等基本評價(jià)試驗(yàn)的毒理學(xué)測試。
　　 2.采用6具新鮮人體

6、腰椎標(biāo)本(L3～L5)進(jìn)行生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過肉眼觀察和X線攝片排除明顯退變、畸形等異常。剔除周圍附著的肌肉，保留腰椎韌帶、椎間盤、關(guān)節(jié)囊和附件等結(jié)構(gòu)的完整性。將標(biāo)本固定在機(jī)器人脊柱測試系統(tǒng)上，通過位移加載控制的方式加載，設(shè)置最大位移值是前屈20°，余運(yùn)動方向?yàn)?5°。加載的速度是1°秒。以L4/5椎間盤為手術(shù)椎間盤，在前屈后伸、左右側(cè)屈及左右軸向旋轉(zhuǎn)等不同運(yùn)動方向下，觀察正常椎間盤、CoPP人工髓核置換和腰椎前路cage植入三種狀態(tài)下L

7、4/5和L3/4的運(yùn)動范圍以及L3/4椎間盤內(nèi)壓的變化情況。在測試過程中每10分鐘向測試標(biāo)本噴灑生理鹽水，保證標(biāo)本的濕度。每種狀態(tài)重復(fù)加載三次，消除標(biāo)本的粘彈性，記錄第三次的數(shù)據(jù)用來分析結(jié)果。在中立位軸向加載前后比較正常椎間盤組、髓核摘除組與CoPP人工髓核植入組三種不同狀態(tài)下椎間隙高度變化。通過分組比較分析，評價(jià)CoPP人工髓核的生物力學(xué)特征。
　　 3.取48只成年新西蘭大白兔，建立腰椎髓核置換的動物模型，從左前外側(cè)經(jīng)腹膜外

8、顯露L3/4，L4/5兩個(gè)椎間盤，可接受四種不同的處理：A：只顯露不作其他處理(假手術(shù)椎間盤組)；B：針刺損傷(穿刺椎間盤組)；c：聚乙烯醇水凝膠植入(PVA椎間盤組)；D：果膠/聚乙烯醇水凝膠植入(CoPP椎間盤組)。其中一椎間盤接受A、B組中的一個(gè)處理方式，另一椎間盤則接受C、D組中的一個(gè)處理方式，一共得到四種組合結(jié)果(即A+C、A+D、B+C、B+D)，48只大白兔按隨機(jī)數(shù)字表分組，每種組合組各占12只。由此，全部實(shí)驗(yàn)椎間盤分成假

9、手術(shù)組、穿刺組、PVA組和CoPP組。于術(shù)前、術(shù)后1、3、6個(gè)月攝腰椎側(cè)位X線片，測量椎間盤高度指數(shù)，計(jì)算術(shù)后不同時(shí)間實(shí)驗(yàn)椎間盤的椎間盤高度指數(shù)百分比。同時(shí)，對實(shí)驗(yàn)椎間盤進(jìn)行病理組織學(xué)評估，以椎間盤纖維環(huán)退變分級的定量分析方法比較各組椎間盤在不同時(shí)間點(diǎn)的治療效果。此外，觀察CoPP和PVA假體在椎間盤有無移位、下沉及與周圍組織的關(guān)系。
　　 結(jié)論
　　 1.CoPP水凝膠人工髓核材料無全身急性毒性、無溶血性、對皮膚無潛在