新型可盘旋型人工髓核假体的弹性与黏弹性能测试

摘要

背景:既往人工髓核置换治疗椎间盘退行性疾病时,由于假体移位、纤维环损伤、终板损伤等并发症,临床应用受到限制。而后推出的可注射性人工髓核则有生物毒性、液体渗漏、热损伤及弹性模量不佳等缺点。我们研制了一种在微创条件下置入的自盘旋型人工髓核假体。目的:本实验旨在对可盘旋型聚乙烯醇(PVA)水凝胶髓核假体进行生物力学性能测试,对比研究其与正常髓核的差异。方法:制备两组PVA含量不同的水凝胶试样,各4件备用,大小均为30mm×20mm×5mm,PVA含量分别为15wt%和20wt%。取新鲜成人腰椎脊柱标本10件,制作成脊柱功能单元(L4-L5)。将其中8件标本分别置入两组试样。使用电子万能材料试验机进行单轴向压缩试验和蠕变试验,将结果以图表的形式输出,用SPSS14.0软件对3组结果组间比较行单因素方差分析。结果:应力应变曲线和蠕变曲线均显示PVA含量为15wt%和20wt%的两组假体与正常髓核变化趋势类似,且含量为20wt%组与正常组更为接近。统计学分析表明各组间两两比较差异有统计学意义(P<0.05)。说明这两组假体与正常髓核具有类似的弹性和黏弹特性。结论:这种新型的聚乙烯醇水凝胶假体的生物力学性能与正常髓核接近,在低应变时刚度较小,能够恢复脊柱的柔韧性;高应变时刚度较大,能够有效维持椎间隙高度,提供脊柱以稳定性,基本代替正常髓核行使其作用,恢复脊柱原有的生理功能。同时还可以为该假体下一步的研制和临床试验提供理论依据。