（中医骨伤科学专业论文）海藻酸钙医用膜预防椎体成形术中骨水泥渗漏的实验观察.pdf

- ；! 一、! ，j 、： ：l 7 ， ：二，- j“。， t 。 ： 薯- j 卜，：! _ j 一_ ：，。 目录 i l l l f lrlfiff l f l l f l l f l li iii i ill y 17 9 318 6 中文摘要l 英文摘要2 前言“0 00 000000000000000 3 刖舌”“”“”“”“”“”“”“”“ “3 正文 实验材料6 实验方法6 结果8 分析与讨论9 结j 沧1 5 参考文献1 6 致谢1 9 附录：0 00 00 2 0 文献综述2 4 作者简历2 8 海藻酸钙医用膜预防椎体成形术中 骨水泥渗漏的实验观察 专业：中医骨伤科学 研究生：林宇洋 导师：张建新主任医师 摘要 目的：采用海藻酸钙医用膜，研究预防椎体成形术中骨水泥渗漏的措施。 方法：取新鲜猪( 体重1 5 2 5 7 5 k g ，育龄1 0 个月) 脊柱骨6 0 节，随机分为空白组，对 照组和实验组，每小组2 0 节。剔除多余的肌肉、韧带，保留完整的上、下终板，使用 电钻将直径3 2 m m 的钻头在椎体的一侧，从横突与上关节突连线交点处开口偏外侧处钻 入，沿椎弓根方向向椎体前方钻孔，自同一进针点，分别与矢状面呈l o 。和1 5 。的夹 角，并向下倾斜5 。，钻头从椎体前缘穿出，模拟椎体压缩性骨折时椎体前缘有骨裂缝 的模型。空白组直接注射骨水泥；对照组先注射医用蛋白胶，再注射骨水泥：实验组先 注射海藻酸钠胶，经饱和氯化钙固化形成医用膜后，再注射骨水泥；记录各组出现骨水 泥渗漏时，骨水泥的注射量。 结果：实验组骨水泥渗漏时，所需骨水泥的剂量明显多于空白组及对照组( p 0 0 1 ) 。 结论：海藻酸钙医用膜可有效预防椎体成形术中骨水泥的渗漏。 关键词：椎体成形术骨水泥渗漏医用膜海藻酸钠氯化钙椎体猪 e x p e r i m e n t a lo b s e r v a t i o n sa n e wm e d i c a lf i l m u s e di np r e c a u t i o n s a g a i n s t b o n ec e m e n ts e e p a g ei np v p m 旬o r ：o r t h o p e d i c sa n dt r a u m a t o l o g yo ft c m p o s t g r a d u a t e ：l i ny u y a n g t u t o r ：z h a n gji a n x i n c h i e f p h y s i c i a n a b s t r a c t o b j e c t i v e ：i n t r o d u c et h em e d i c a lf i l mc o m p o s e do fa l g i n a t eg e l s ，t oe x p l o r ep r e v e n tb o n e c e m e n ts e e p a g ei np v p m e t h o d s ：t a k e6 0f r e s h h e a l t h y v e r t e b r a e so fp i g s ( t h e a v e r a g ew e i g h t 15 2 5 + 7 5 k g ，10 一m o n t ho l d ) a n dr a n d o m l yd i v i d e dt h e mi n t ob l a n k , c o n t r o la n de x p e r i m e n t a lg r o u p r e s p e c t i v e l y e a c hg r o u pc o n t a i n e d2 0v e r t e b r a e s e l i m i n a t e dt h ee x t r am u s c l e s ，l i g a m e n t s ， a n dr e t a i nac o m p l e t eu p p e ra n dl o w e re n d - p l a t o no n es i d eo ft h ev e r t a b r a lb o d y , l a t e r a lo f t h ej o i n tb e t w e e nt r a n s v e r s ep r o c e s sa n ds u p e r i o ra r t i c u l a rp r o c e s s ，b yad r i l lo f3 2m m d i a m e t e r , w ed r i l l e dt w oh o l e sa l o n gt h ed i r e c t i o no fp e d i c l eo fv e r t e b r a la r c h ，t h ea n g l eo f d r i l la n ds a g i t t a lp l a n ew a s10 。a n d15 。t h ed r i l lp u l l e dt h r o u g ht h ev e r t a b r a lb o d y ，m a d e t w oh o l e so nt h ef r o n to ft h ev e r t a b r a ib o d y t h eb l a n kg r o u p ：e a c hv e r t e b r a ew a sd i r e c t l y i n j e c t e db o n ec e m e n t ；t h ec o n t r o lg r o u p ：e a c hv e r t e b r a ew a sf i r s t l yi n j e c t e dm e d i c a la d h e s i v e p r o t e i n s ，a n dt h e ni n j e c t i o no fb o n ec e m e n t , t h ee x p e r i m e n t a lg r o u p ：e a c hv e r t e b r a ew a s f i r s t l yi n j e c t e d s o d i u ma l g i n a t e g l u e ，t h e ni n j e c t e ds a t u r a t e dc a l c i u mc h l o r i d e ，a t l a s t i n j e c t e db o n ec e m e n t i ft h eb o n ec e m e n tl e a k e d ，r e c o r d e dt h ev o l u m e so fb o n ec e m e n t , w h i c hw e r ei n j e c t e di ns p i n a lb o n e r e s u l t s ：i ne x p e r i m e n t a lg r o u po fm e d i c a lf i l mw h i c hi sm a i n l yc o m p o s e do fa l g i n a t eg e l s ， t h et o t a lv o l u m e so fb o n ec e m e n ti n j e c t e di nt h ev e r t e b r a ew h e nt h eb o n ec e m e n tb e g a nt o l e a k , w e r em o r et h a nt h eb l a n kg r o u pa n dc o n t r o lg r o u p ( p o o1 ) c o n c l u s i o n ：t h em e d i c a lf i l mc a nb ee f f e c t i v ei np r e v e n t i n gb o n ec e m e n ti np v e k e yw o r d s ：p e r c u t a n e o u sv e r t e b r o p l a s t y ( p v p ) ；b o n ec e m e n ts e e p a g e ； m e d i c a lf i l m ；s o d i u ma l g i n a t e ；c a l c i u mc h l o r i d e ；v e r t e b r a s | s w i n e 2 海藻酸钙医用膜预防椎体成形术中骨水泥渗漏的实验观察 海藻酸钙医用膜预防椎体成形术中 骨水泥渗漏的实验观察 前言 椎体成形术( p e r c u t a n e o u sv e r t e b r o p l a s t y ，p v p ) 在治疗椎体良恶性肿瘤、骨 质疏松性椎体压缩性骨折，具有良好的效果。目前已成为治疗骨质疏松性椎体压缩性 骨折的常用方法。椎体成形术注入骨水泥后，常见骨水泥渗漏，而且容易引发一些并 发症，如疼痛加剧、神经根损伤，肺栓塞等。手术并发症的发生极大地影响了手术效 果，甚至危及患者生命安全。目前，尚没有统一的预防骨水泥泄漏及其它并发症的有 效措施。在本研究的预实验中，我们发现医用膜的使用，可在一定程度上阻挡骨水泥 的渗漏，故本课题拟采用海藻酸钠胶，经饱和氯化钙固化后形成的医用膜，研究预防 椎体成形术中骨水泥渗漏的措施。 椎体成形术中，骨水泥可向椎旁软组织，椎旁静脉丛，椎间隙，椎间孔，椎体前 缘、侧缘，针道内和椎管内等方向渗出。骨水泥的渗漏将对周围组织产生挤压或烧灼， 虽然大多数的骨水泥渗漏不会引起明显的临床症状，但少数情况下会导致灾难性后果 神经根或脊髓损伤u 1 。任何情况下发生骨水泥渗漏而导致脊髓或神经根损伤都需要 急诊手术减压乜1 。 骨水泥渗漏类型：i 型( 静脉内型) 见于椎体血管瘤；i i 型( 椎旁型) 见于椎体 骨折，当骨水泥向椎体外缘渗漏，可影响大血管：i i i 型( 椎管内) ，见于椎体后壁骨 折或有椎弓根破裂者，骨水泥影响椎管内脊髓、神经；型( 椎间孔内) 见于骨水泥 向椎间孔渗漏，影响神经根；v 型( 椎间盘内) ，见于有上或下终板破裂者1 。( 见图 1 - 1 ，l 一2 ) 有学者认为，骨水泥渗漏的相关因素为骨水泥注射量、骨折椎体的情况、手术方 式和手术者的经验h 1 。 目前比较具有代表性的，减少骨水泥渗漏的措施有：( 1 ) 术前作c t 和m r i 检查， 尤其是m r i 对于明确椎体的压缩或破坏程度，椎体边缘是否完整，骨折是处于急性期 或是慢性期具有相当重要的作用。( 2 ) 椎弓根穿刺针须穿刺至椎体的前1 3 处，当注 入的骨水泥超过椎体中线后需谨慎，达到椎体后i 3 时则应停止注射。进行骨水泥椎 体内注射时往往有一定的阻力，如注射时阻力突然消失，则提示因椎体内压增高致椎 体破裂，必须立虽口停止注射。( 3 ) 调配骨水泥应严格按照比例，切勿过稀，同时要加入 适量经消毒的钡粉。加入钡粉是为了让骨水泥在注射时可更清晰地显示。( 4 ) 骨水泥的 注射必须在黏稠期( 即牙膏状态) 内进行，切勿过早注射，否则骨水泥呈液态，流动 福建中医药大学硕士学位论文 性大，注入椎体时容易发生渗漏。若太迟，则骨水泥呈固态，不能注射入椎体内。( 5 ) 不应强求骨水泥的注入量，控制骨水泥的注入量是避免骨水泥渗漏的关键，骨水泥的 注入量和病人的疼痛缓解程度并不呈正相关，而和骨水泥的渗漏呈正相关。( 6 ) 骨水泥 的注射不应过快，特别是在注射第1 支时，强大的推力易将骨水泥推入静脉丛或进入 椎体外。一旦出现骨水泥渗漏，马上暂停注射，待骨水泥进一步凝固，并改变针尖的 方向，才可以继续注射骨水泥协。 此外还有向椎体内注入球囊以预防骨水泥渗漏的研究报道一1 。但存在价格昂贵， 球囊材料无法吸收，或弹性差等缺陷。 理想的医用膜应满足：( 1 ) 安全，无毒，无致癌、致畸、致突变；( 2 ) 有良好的 生物相容性，无抗原反应，无炎症反应；( 3 ) 有良好的吸附性，可以有效地覆盖手术 部位； ( 4 ) 本身无菌且能抑菌；( 5 ) 材料的降解时间适合，时间过短，起不到阻挡作 用，时间过长，不利于机体的修复； ( 6 ) 材料降解应不会对人体产生毒副作用； ( 7 ) 植入物有一定的强度：( 8 ) 材料同时具有止血功能口1 。 海藻性咸、寒，归肝、胃、肾经，主要功效为消痰软坚，利水消肿。现代医学研究 表明海藻具有抗凝血、抗血栓、降血粘度及改善循环作用阳。本课题研究的p v p 手术多 用于椎体新鲜骨折， 普济方折伤门日：“凡从高坠下，伤损肿痛，轻者在外，涂 敷可已? 重者在内，当导瘀血，养肌肉，宜察浅深以治之。”，清陈士铎在百病辨 证录中说：“血不活者瘀不去，瘀不去则骨不能接也”，属中医损伤三期辨证的早期， 证属气滞血瘀，治宜活血化瘀。而本胶的使用，在一定程度上与中医早期辨证施治原则 相符合。将海藻提取物用于预防骨水泥渗漏，开辟了中药的新用途，有利于中医中药的 发扬光大。 海藻酸钠是含在褐藻类海藻中的有机高分子电解物之一，与其它一些物质构成藻 类植物细胞膜的主要成份。海藻酸钠属于碳水化合物，是由甘露糖醛酸和古罗糖醛酸 共聚而成的一种链状高分子物质。固体为淡黄色粉末，可溶于水而生成粘稠液，在高 温、冷冻和酸性介质中仍可维持原有的形体。海藻酸钠可生物降解，降解产物无毒， 可作为缓释制剂的载体，包埋剂或生物黏附剂。还可作为牙科咬齿印材料、止血剂、 涂布药、亲水性软膏基质，避孕药等拇1 。有研究表明，海藻酸钠作为骨科粘合剂的主 要成分，可有效固定骨折中一定大小的骨碎块n 引。 我们设想用一种可吸收的医用生物膜来预防骨水泥的渗漏。厦门大学生命科学院 前期研究结果显示海藻酸钠胶为主体材料，加入增粘剂，用氯化钙固化后可形成一层 保护膜，而且此膜在体内安全无毒可吸收。因此本课题拟采用海藻酸钠胶为主体胶， 在加入其它增粘剂后注入椎体内，经固化后在椎体内周缘形成保护膜，填塞骨裂缝， 以预防骨水泥的渗漏。利用植物中提取物作为生物胶，用于预防椎体成形术中骨水泥 的渗漏，经查阅国内外文献，目前未见报道。 纤维蛋白胶是以纤维蛋白原及凝血酶为主要原料的医用胶，目前已广泛用于外 4 海藻酸钙医用膜预防椎体成形术中骨水泥渗漏的实验观察 科各领域，如止血、实质性脏器的粘合、吻合1 3 瘘的防治，此外还可作为组织工程支 架的运用及作为缓释载体的运用等等1 。 5 福建中医药大学硕士学位论文 1 实验材料 1 1 模型材料 新鲜健康猪胸腰段脊柱骨， ( 见图2 一1 ) 1 2 实验试剂药物 海藻酸钠胶： 实验材料与方法 体重1 5 2 5 + 7 5 k g ，育龄1 0 个月。 丙烯酸树脂骨水泥( 含显影剂) ： 医用蛋白胶： 无水氯化钙： ( 见图2 2 、2 3 、2 4 ) 1 3 主要仪器 椎体成形术手术器械： 骨科电钻： b j j - i 型医用电动锯钻： ( 见图2 - 5 、2 - 6 、2 - 7 ) 2 实验方法 厦门大学生命科学院，分析纯( a r ) 天津市合成材料工业研究所 北京瞬康医用胶有限公司 上海美兴化工，分析纯( a r ) 上海凯利泰医疗科技有限公司 天津市津东天翼医疗器械公司 上海博进电子仪表设备工贸有限公司 通过动物椎体的实验，检测海藻酸钠混合胶，经固化后在椎体内周缘所形成的医用 膜，是否可以有效预防椎体成形术中骨水泥的渗漏。 厦门大学生命科学院研究发现，将海藻酸钠与羧甲基纤维素钠、硫酸软骨素按适当 比例混合，可制成一种改良胶，大大提高了各个单独材料的粘性。将海藻酸钠与羧甲基 纤维素钠、硫酸软骨素按一定比例混合的胶作为实验胶，将医用蛋白胶作为对照胶，分 别用于预防椎体成形术中骨水泥的渗漏。 2 1 椎体的分组 取新鲜猪胸腰段脊柱骨6 0 节，椎体高度3 7 - - - 4 5 a m ，椎体矢状径2 1 - - - - 3 6 a m ，冠 状径3 3 4 6 c m 。随机分为空白组、对照组和实验组，每组2 0 节。 2 2 造模方法 剔除脊椎骨多余的肌肉、韧带及脊髓，保留完整的椎骨及上下终板。从椎体一侧的 横突与上关节突交点偏外侧处开口，用电钻沿椎弓根方向，自同一进针点，分别与矢状 面呈1 0 。和1 5 。的夹角，并向下倾斜5 。，钻入直径3 2 m m 的钻头，钻头穿出椎体前 缘，形成椎体压缩性骨折时椎体前缘破裂模型。注意保护椎弓根的完整性，避免电钻钻 入椎管内。( 见图3 一l 、3 - 2 、3 - 3 、3 - 4 ) 6 海藻酸钙医用膜预防椎体成形术中骨水泥渗漏的实验观察 2 3 实验步骤 用直径5 o m m 的导锥扩大针道，测量两个方向针道的长度，计算针道内的容积，公 式v = x r 2 l ，r 为针道圆面半径，l 为两方向针道的长度和，长度单位c m 。然后将椎骨的 椎体前缘朝下水平放置，模拟人体俯卧位时椎体状态。 将丙烯酸树脂骨水泥按粉液= 1 0 5 调匀，吸入l o m l 于注射器内，待骨水泥呈牙膏 状时开始注射。 空白组：每个椎体沿针道直接注射骨水泥，直至骨水泥溢出时停止，记录此时注入 的骨水泥总量； 对照组：每个椎体沿针道用注射器向椎体内注入医用蛋白胶，静置1 分钟后，向椎 体内注射骨水泥，直至骨水泥溢出时停止，记录此时注入的骨水泥总量。 ( 见图3 - 6 、3 - 1 0 ) 实验组：每个椎体沿针道用注射器向椎体内注入海藻酸钠实验胶，见实验胶填满针 道口时停止注射，然后向椎体内注射饱和氯化钙溶液进行固化，静置1 0 分钟后，再向椎体内注射骨水泥，直至骨水泥溢出时停止注射，记录此时 注入的骨水泥总量。( 见图3 5 、3 - 7 、3 - 8 、3 - 9 ) 待骨水泥凝固后，用电锯沿骨水泥渗漏的针道所在平面，将椎体锯开，观察椎体内 骨水泥和医用膜的分布情况。 2 4 统计分析 数据资料采用s p s s1 3 0 统计软件进行统计学分析。数据采用t s 表示，结果采用 成组t 检验分析法或m a n n - w h i t n e yu 检验法分析，以p o 0 5 为差异有统计学意义。 7 福建中医药大学硕士学位论文 结果 3 实验结果 3 1 各组椎体针道内的体积 表1 三组椎体针道内的容积( m 1 ) ( n = 2 0i s ) 组别容积 空白组049-t-051 对照组051030 实验组052030 注：采用k r u s k a l - w a ll i sh 检验 表1 显示：空白组、对照组、实验组，各组针道体积不符合正态分布，采用 k r u s k a l w a l l i sn 检验，p = o 2 4 2 ，差异无统计学意义，各组针道容积具有可比性。 3 2 各组骨水泥渗漏时骨水泥所注射的剂量 表2 三组骨水泥渗漏时骨水泥所注射的剂量( m 1 ) ( n = 2 0i s ) 组别剂量 空白组o 6 7 0 1 0 对照组076：k011 实验组 1 7 1 o 1 2 注：空白组与实验组骨水泥剂量不符合正态分布，采用m a n n - i h it n e yu 检验；实验组与对照组骨水泥剂量符合正态分布采用成组 t 检验；空白组与对照组骨水泥剂量不符合正态分布，采用m a n n - w h it h e yu 检验 表2 显示：空白组与实验组骨水泥剂量，采用m a n n - w h i t n e yu 检验，p = o 0 0 ，差 异具有统计学意义：实验组与对照组骨水泥剂量，采用成组t 检验，p = o 0 0 ，差异具有 统计学意义；空白组与对照组骨水泥剂量，采用m a n n w h i t n e yu 检验，p = o 0 1 6 ，差异 具有统计学意义。实验组骨水泥渗漏时，所需的骨水泥剂量明显多于空白组和对照组。 8 海藻酸钙医用膜预防椎体成形术中骨水泥渗漏的实验观察 分析与讨论 i 椎体成形术骨水泥渗漏的评估意义 椎体成形术在治疗椎体良恶性肿瘤、骨质疏松性椎体压缩性骨折，具有良好的效果。 目前已成为治疗骨质疏松性椎体压缩性骨折的主要方法。由于骨水泥渗漏的发生率较 高，严格掌握手术适应证是非常重要的，故在术前应对责任椎体进行详细的影像学检查， 以排除不适合p v p 手术方式者；而对于适合p v p 手术者，必须了解椎体骨折后椎体前、后、 侧壁的破坏情况，从而对骨水泥渗漏的可能性及渗漏的方向有一定的预测。 2 影响骨水泥渗漏的因素及其预防方法 影响骨水泥渗漏的因素是多方面的，包括患者年龄、性别、骨密度、发病至手术的 时间、单侧注入骨水泥或双侧注入骨水泥、椎体骨皮质破坏程度、骨水泥注射量，粉 液比引，以及操作者的熟练程度等。而骨水泥渗漏的主要途径是椎体周壁的血管系统和 骨折所造成的骨裂缝副。其中以静脉渗漏最常见，可以向椎体的前方、侧方和后方渗漏， 而从椎体前缘中部向前方延伸的静脉引流最常见n 引。 m a r t i n 等认为控制骨水泥的注入量是避免骨水泥渗漏的关键，骨水泥的注入量和病 人的疼痛缓解程度并不呈正相关，而和骨水泥的渗漏呈正相关n 纠引。这一观点在临床上 已得到普遍认可。 在本实验中，若只计算发生骨水泥渗漏的椎体个数，则可能因人为主观因素造成实 验误差，如在实验组中故意控制骨水泥剂量来避免骨水泥渗漏，而使实验组的结果明显 优于空白组及对照组，故在设计实验时采取逆向思维的方式，对每组椎体都注射骨水泥 直至骨水泥渗漏，通过比较骨水泥渗漏时所消耗的骨水泥的剂量，来间接探讨海藻酸钙 医用膜是否具有预防骨水泥渗漏的作用。 本实验拟在椎体内空腔周缘形成一层防护膜，起到封闭椎体骨壁周围的血管系统和 封闭骨折所造成的骨裂缝的作用，进而预防骨水泥渗漏。 有学者认为骨水泥渗漏判定标准：注射骨水泥时引流静脉显影超3 0 r a m 、超越椎体轮 廓外l o m m 、突破椎体后缘5 m m 以上和穿刺针道显影超过3 0 r a m 者。达不到上述参数者视 为正常表现u 引。 在实验中，实验胶具有一定的流动性，注入椎体后可向椎体前缘流动，从椎体前缘 的钻孔流出，注入饱和氯化钙固化后可在孔口形成一层防护膜，随着骨水泥的注入，可 见该膜逐渐向外鼓起，并逐渐感到注射阻力的增强，如继续注射骨水泥，可感到有明显 突破感、阻力突然减小，同时可以观察到骨水泥突破保护膜而渗漏出来，因此可以证明 本实验胶可以有效的预防椎体前缘的骨水泥渗漏。 有学者指出，椎体周壁上粗大血管和骨折形成的裂缝是骨水泥渗漏内因，骨水泥注 9 福建中医药大学硕士学位论文 入椎体改变椎体内外压力平衡使压力差增加是其诱因，手术操作时骨水泥推注过早、过 快、过量是其人为因素u3 。而实验证明，本实验胶可在一定程度上解决引起骨水泥渗漏 的内在因素。 3 骨医用膜的应用及本膜的特点 经过多年的研究和临床实践，骨科常用的医用膜材料有泰绫、迪康可吸收医用膜、 北大生物膜、海肤康人工皮膜，还有生物蛋白胶，壳聚糖及明胶海绵等。它们主要被运 用于外科手术中止血和预防硬膜外粘连、预防脑脊液渗漏、预防腹腔肠管粘连，及肌腱 修复术中预防肌腱枯连等。骨科医用膜必须具备以下特点：( 1 ) 有良好的生物相容性， 在使用过程中对人体组织无刺激性、无毒性、无三致( 致癌、致畸、致突变) ；( 2 ) 可 在有血液及组织液环境中使用：材料可降解，其降解产物对人体无害：( 3 ) 材料降解的 时间合适，既不会因为过早降解而影响其发挥功效，又不因降解时间过长而影响组织愈 合；( 4 ) 具有良好的隔离强度，且强度在一段时间内可保持一定的水平；( 5 ) 产品无菌 及产品生产过程保持无菌。 医用生物蛋白胶具有止血、促进愈合、封闭缺损，防止粘连四大功能。纤维蛋白原 在凝血酶和钙离子的激活下转化为纤维蛋白，在创面形成一层乳白色凝胶，可有效地制 止组织创面渗血和小静脉性出血，封闭缺损组织，促进组织创伤愈合，防止组织粘连盯1 。 其虽然具有生物相容性、可塑性好，有一定的弹性和黏附能力，易被组织吸收，无细胞 毒性，制备方便等优点，但也存在不足：( 1 ) 出血量多时容易从组织中游离出来：( 2 ) 粘接强度过小；( 3 ) 因是血制剂，有可能引起病毒感染n 引；( 4 ) 其为半流体状态，易往 体位低处流动，不能有效覆盖创面。 壳聚糖的优点是资源丰富、价格低廉、安全无毒、生物相容性好、可增加药物的溶 出度，同时具有良好的成膜性、柔韧性、透气性，不致敏、无刺激、无吸收中毒，能消 炎抗菌止血止痛等，还能促进伤口愈合。防止瘢痕形成等刖。其做为医用膜的主要基础 理论依据为：( 1 ) 天然的广谱抗菌活性；( 2 ) 有止血作用：( 3 ) 促进皮肤组织修复 和愈合；( 4 ) 壳聚糖安全无毒、无刺激、无致敏、无免疫原性，生物相容性好n 引。 明胶海绵通透性好、柔软、易被组织吸收、清除，是具有良好的生物相容性和生物 可降解性的生物膜，并且其本身具有止血的作用，是一种既可以止血又可减少周围血性 渗出及血肿形成的生物膜他训。 本医用膜是由主体胶海藻酸钠，与辅助材料羧甲基纤维素钠及硫酸软骨素按适当比 例混合而成，经饱和氯化钙固化后形成的生物膜。其中，海藻酸钠为海藻细胞壁和细胞 间质的主要成分。 多年研究证明，海藻酸钠具有抗肿瘤、调节免疫能力、消除自南基和抗氧化、抗高 血脂、降低血糖、抵抗放射起到防护效果等作用| 2 ，可生物降解，降解产物无毒，被广 泛运用于缓释制剂的载体、水果保鲜、牙科咬齿材料、止血剂，医用敷料等。海藻酸钠 溶于水后在二价离子如钙离予存在时，可形成开放晶格的水凝胶，是一种较理想的三维 1 0 海藻酸钙医用膜预防椎体成形术中骨水泥渗漏的实验观察 立体多孔结构，能为细胞在其内部生长、增殖和分泌基质提供良好的微环境池1 。在骨科 运用方面，研究表明，用海藻酸钠培养软骨细胞不仅未见去分化现象，而且能够长时期 维持细胞的球形形态，有利于维持软骨细胞表型的稳定1 ；其形成的骨组织工程载体对 骨髓基质干细胞增殖和成骨表型，及相关的生物性能无不良影响，且在体内成骨效率较 高心钔：其还以作为骨骼粘合材料，固定骨折块幢引；其在骨科领域运用广泛，但应用在预 防骨水泥渗漏方面，未见报道。 羧甲基纤维素是一种水溶性纤维素醚，其具有实用价值的是羧甲基纤维素钠盐。研 究表明，其具有吸收性良好、无毒，无免疫原性及生物相容性良好等特点啪】。羧甲基纤 维素钠运用范围广泛，可运用于食品加工、医药行业及其它工业领域。其在食品应用中 既是良好的乳化稳定剂、增稠剂，又具有优异的冻结、熔化稳定性，且能提高产品的风 味，延长贮藏时间，近年来也开始运用于葡萄酒生产中。在医药工业中可作为针剂的稳 定剂、片剂的粘结剂和成膜剂，抗癌药载体。实验证明，羧甲基纤维素钠可有效防止 术后腹膜粘连的发生，其减轻术后腹膜粘连程度的作用明显优于透明质酸钠幢引。此外， 还可以减轻心脏术后表面的粘连强度，减少心脏表面的粘连面积。 本系列实验的前一阶段研究表明，海藻酸钠与羧甲基纤维素钠按适当比例混合形成 的医用胶，无毒副作用，可降解、降解产物无毒性，可运用于小骨碎块的粘接，并且有 利于软骨细胞的活性和增殖n 引。如今加入硫酸软骨素，进一步增强了混合胶的粘力。 硫酸软骨素是由d - 葡萄醛酸和2 一乙酰氨基- 2 - 脱氧一硫酸- d - - 半乳糖组成，是结缔组 织的重要组成部分。可用于抗凝血和血栓、调节血脂、抗动脉粥样硬化、抗关节炎、调 节细胞黏附、免疫调节、阻碍血管生成、抗氧化和纤维化、调节神经生长等方面m 1 。其 抗凝作用有利于骨折早期瘀血的清除。且其作为生物工程材料具有可降解，降解产物无 毒的特性。 向上述混合胶表面滴加饱和氯化钙溶液，可形成一层海藻酸钙膜，该膜难溶于水， 可有效防止术中及术后出血对胶的溶解。有研究表明，海藻酸钙膜具有如下特点：可生 物降解，避免二次手术取出；膜降解时间与组织再生时间同步；具有微孔结构或体液通 透性，可阻止细胞成分和细菌通过；生物相容性优良，无毒性和过敏性反应；柔韧性好， 抗拉力、抗撕裂强度大，便于临床操作；具一定挺度以承受表明组织压力；容易保存， 便于消毒池1 。其所含钙、锌离子有止血作用3 1 ，使渗出明显减少，并在膜下迅速形成凝 血块，既保证了作为骨再生基础的血肿的完整性，其中的钙离子又迎合骨再生需求。本 膜对热较稳定，受热达8 0 也不被破坏，故可耐受骨水泥聚合所产生的热量而不变性。 为保证胶的特性不发生改变，可采取钴6 0 辐射灭菌，该灭菌方式属常温下的灭菌方法， 但辐射强度或时间把握不佳可能会导致灭菌不彻底们。而有学者研究表明，固体钴6 0 照射消毒、固体高压蒸汽消毒及溶液高压蒸汽消毒等消毒方法，对海藻酸钠的理化性能 均有影响，其中，以溶液高温高压消毒的影响最大，故海藻酸钠应在配制以前以固体形 态进行消毒。高压蒸汽消毒固态海藻酸钠虽然对共混体系的理化性能有一定影响，但相 l l 福建中医药大学硕士学位论文 但相对较小。且该方法在临床中应用广泛、方便，灭菌彻底，是相对较好的消毒方法1 。 为日后活体实验的消毒方式，提供参考。 可见该胶在理论上符合人体内置物的安全要求，但这还有待于活体实验的进一步检 验。 4 国内外预防骨水泥渗漏的研究 目前降低椎体成形术中骨水泥渗漏的方式可总结为：( 1 ) 术前细致的检查。以明 确椎体的压缩或破坏程度，进而评估术中发生渗漏的风险性。( 2 ) 术前椎体静脉照影。 有学者认为椎体静脉造影有助于预见骨水泥在椎体内的分布状况和发生渗漏的风险。但 有学者认为其效果不佳，原因有以下几点：造影剂黏稠度低，易进入引流静脉及其它 问隙，而骨水泥则相反；即使造影剂进入椎管引流静脉，但术者却无法改变手术方式， 只能通过实时透视来决定是否终止注射骨水泥；造影剂渗漏入相邻椎间盘内可掩盖骨 水泥显影，从而影响早期判断骨水泥是否有渗漏啪1 。部分患者对造影剂过敏，故限制其 在临床上的使用。( 3 ) 术中提高术者的熟练度及精准度，或改进手术方式。( 4 ) 术中多 角度同步透视。有学者采用c t 、“c ”臂x 线机联合导引下行椎体成形术，虽然提高了 手术的安全性，但却增加了患者及术者所承受的辐射量，亦存在局限性。( 5 ) 新型包裹 性材料的使用。台湾a - s p i n e 公司研制了一种新型v e s s e l - x 骨材料填充器，它由高分 子材料编织成的双层网袋状结构，其能在椎体内很好地膨胀并包裹绝大部分骨水泥，可 降低骨水泥渗漏率n 】。但填充器材料在体内无法吸收，价格昂贵，且其临床安全性和有 效性仍需进一步研究m 。周云等人采用d l _ 乳酸与_ 己内酯制成的可吸收球囊用于治疗 胸腰椎爆裂骨折，可有效防止骨水泥渗漏，其球囊于第6 周开始降解吸收，2 4 周基本 完全降解1 ，但其球囊的弹性较差，不能收缩，进入椎体时需扩大针道，可能损伤椎弓 根，因此限制了临床上的应用。 海藻酸钙医用膜的优点：( 1 ) 本膜较为经济，容易被患者所接受，具有较好的市 场前景；( 2 ) 本膜使用简便；( 3 ) 本膜为纯生物制剂，各组成成分已证明对人体无毒、 无害，可吸收哺确一，理论上可保证手术安全性。 5 关于椎体压缩性骨折模型的建立及评价 采用医用膜预防经皮椎体成形术中骨水泥的渗漏是一个较有发展前景的方向，而一 个能够最近似模拟椎体压缩性骨折的实验模型则是本实验研究的基础。朱建炜等参照 p a n j a b i 的方法，横向锯断标本l ：椎体及椎问盘币f 2 3 ，椎体做楔形截骨，造成l 。椎体前、 中柱损伤模型d 。该造模方法为直接对椎体进行截骨破坏，椎体无受垂直方向的暴力撞 击，与人体椎体压缩性骨折的损伤机制有本质区别，且椎体有明显的骨缺损，与人体椎 体压缩性骨折所形成的骨裂缝也有本质区别。 张绍东等采用p a n j a b i 等推荐的“自由落体逐级撞击法”来制作椎体爆裂骨折模型 1 。魏福鑫等采用m t s 生物力学实验g t $ , j 作l 。椎体骨折模型，按c h i b a 方法破坏l 。椎 体上终板及前缘骨皮质，制作l 1 椎体不完全爆裂性骨折模型旧。谢宝岗等应用立式 1 2 海藻酸钙医用膜预防椎体成形术中骨水泥渗漏的实验观察 撞击机在高速准静态轴向加载和应力遮挡技术建立脊椎爆裂型骨折模型m 1 。以上造模方 式原理相同，都可能会比较接近临床椎体压缩性骨折损伤机理。 在本实验的预实验中，模拟上述造模方式，采用自由落体撞击法和轴向电动压力机 对椎体前中柱进行垂直撞击，造成椎体前中柱压缩性骨折模型，但发现椎体所损失的高 度及骨折在椎体内所形成的空腔体积差别较大，难以一致，且容易造成椎弓根的骨折， 为保证试验模型的一致性，故放弃该造模方式。考虑到本实验目的是观察实验胶所形成 的医用膜是否可预防骨水泥的渗漏，并不一定要造成椎体的压缩性骨折，只要能模拟椎 体压缩性骨折所形成的椎体前缘骨裂缝即可，因此本实验采用钻孔的方法造模，且各组 椎体内针道的体积经统计学分析，各组间差异无统计学意义，可以作为该实验的标准模 型。 本实验采用的是猪脊柱标本，其为四肢爬行动物，而人为直立行走动物，其脊柱与 人体的脊柱存在一定的解剖差异，且其为育龄1 0 个月的猪仔，其骨质明显强于骨质疏 松性椎体，但其个体差异较小，无明显退变及其它病理改变，有利于最大程度的保证样 本的均一性。 6 海藻酸钙医用膜可预防椎体成形术中骨水泥渗漏 实验结果经统计分析显示，空白组与实验组间，p o 0 1 ，其差异具有统计学意义，实验 组与对照组间，p o 0 王，其差异具有统计学意义，空白组与对照组间，p o 0 5 ，其差异 具有统计学意义。现对实验结果做如下分析：( 1 ) 空白组中，椎体针道未做任何处理， 注入的骨水泥可畅通无阻地直接从针道渗出，故所消耗的骨水泥量最少；( 2 ) 医用蛋白 胶为液态，流动性强，注射入椎体后，大部分随即从骨裂缝中渗出，未能形成屏障，但 由于其具有较强的粘性，可以粘住注射入椎体内的骨水泥，从而在一定程度上起到延缓 骨水泥流动的作用，故骨水泥渗漏时所需要的骨水泥量会比空白组多，但并不能遮挡骨 水泥的渗漏；( 3 ) 实验组中，先注入实验胶，实验胶为糊状，注射入椎体后可吸附于椎 体内，经固化后在椎体内及钻孔处形成一层具有粘性和弹性的屏障膜。当骨水泥要渗漏 至钻孔外时，会被屏障膜所包裹，随着骨水泥的继续注入，包膜被越撑越大，当包膜撑 破后，骨水泥才渗漏出，故实验组使用骨水泥的量要明显多于其它两组，证明海藻酸钙 医用膜可起到阻挡骨水泥沿骨裂缝或椎体周缘血管渗漏的作用。 可见海藻酸钙医用膜在预防椎体成形术中骨水泥渗漏方面，优于其它两者，可有效 预防骨水泥渗漏。 7 存在问题及展望 本实验胶是在原有胶基础上加入硫酸软骨素，其是否对原有胶的特性存在负面影 响，或增强了原有胶的特性；在手术中，海藻酸钙医用膜可封闭椎体周缘一定的血管， 减少骨水泥与血管直接接触的机会，其是否能降低骨水泥单体及骨水泥微粒进入静脉血 管所产生毒性的作用：由于本实验膜的遮挡，骨水泥不能弥散分布于椎体内骨小梁中， 是否会影响骨水泥在椎体内的稳定性和固定的强度，后期是否会造成骨水泥松动，引 1 3 福建中医药大学硕士学位论文 由于本膜会因挤压而渗出椎体外，虽然其可被人体降解，但一旦从椎体后 能对脊髓及神经造成压迫，故其是否可以配合显影剂的使用，以了解其在 情况，从而通过术中透视及时停止注射：如何建立活体动物实验模型，以 实验等，以上问题均有待于今后的活体实验进一步研究。 1 4 海藻酸钙医用膜预防椎体成形术中骨水泥渗漏的实验观察 结论 以海藻酸钠为主体，与羧甲基纤维素钠及硫酸软骨素按一定比例配制成的医用胶， 经饱和氯化钙固化所形成的海藻酸钙医用膜，可有效预防椎体成形术中骨水泥向椎体前 缘的渗漏，有望成为预防骨水泥渗漏的新型材料。 1 5 北医 学2 0 0 7 ，2 ( 1 ) ：6 7 - 6 9 6 周云，唐天驷。熊成东，等可吸收球囊制作的实验研究 j 苏州大学学报( 医学 版) 2 0 0 5 ，2 5 ( 4 ) ：5 9 5 ，6 9 5 ，7 9 5 ，8 9 5 7 皮国富，徐宏辉，刘宏建医用生物蛋白胶预防腰椎椎板切除术后硬膜外粘连的观察 j 医药论 坛杂志，2 0 0 9 ，3 0 ( 1 6 ) ：1 0 9 - i1 0 8 】张廷摸，陈先难，周祯祥，等临床中药学 m 中国中医药出版社2 0 0 4 ，4 3 6 - 4 3 7 9 陈蕾，罗志刚，何小维海藻酸钠在医学工程上的应用研究进展 j 医疗卫生装 备2 0 0 8 ，2 9 ( 9 ) ，3 3 - 3 5 1 0 潘壮壮海藻酸钠为主胶作为骨碎块胶粘剂的实验研究 d 中国优秀博硕士论文全文数据库( 硕 士) 2 0 0 7 ，( 0 5 ) 1 1 马志坚，李滔，廖鹏纤维蛋白胶的体外实验研究 j 昆明医学院学报2 0 0 8 ，( 2 b ) ：7 8 - 8 2 1 2 n a k a n om ，h i r a n on ，i s h i h a r ah ，e ta 1 c a l c i u mp h o s p h a t ec e m e n tl e a k a g ea f t e rp e r c u t a n e o u s v e r t e b r o p l a s t yf o ro s t e o p o r o t i cv e r t e b r a lf r a c t u r e s ：r i s kf a c t o ra n a l y s i sf o rc e m e n t l e a k a g e jn e u r o s u r gs p i n e 2 0 0 5 ，2 ：2 7 2 3 3 1 3 陈鸣，郭侃锁，贺双军，等球囊扩张椎体后凸成形术骨水泥渗漏原因及防治措施 j 颈腰痛杂 志2 0 0 9 。3 0 ( 6 ) ：4 9 3 - 4 9 6 1 4 徐霖，周选民，李小力等椎体成形时骨水泥渗漏的影像学表现及其临床意义 j ，放射学实 践2 0 0 7 ，2 2 ( 1 0 ) ：1 0 8 9 - 1 0 9 1 1 5 m a r t i nj b ，j e a nb ，s u g i uk ，e ta 1 v e r t e b r o p l a s t y ：c l i n i c a le x p e r i e n c ea n df o l l o w - u p r e s u l t s j b o n e 1 9 9 9 ，2 5 ( 2 s u p p l ) ：1 1 5 - 1 5 5 1 6 a m a rh p ，l a r s c nw ，e a n a a s h a r in ，e t a l p e r o t a n c o u s t r a n s p e d i c u l ap a l y m e t h y lm e t h a c r y l a t e v e r t e b r o p l a s t y f o rt h et r e a t m e n to f s p i n a l c o m p r e s s i o n f r a c t u r e j n e o m s u r g e r y 2 0 0 1 ，4 9 ( 5 ) ：l1 0 5 - 11 1 4 1 7 蔡真真，张建新骨科医用粘合剂的研究进展 j 右江医学2 0 0 9 ，3 7 ( 6 ) ：7 3 9 - 7 4 1 1 6 海藻酸钙医用膜预防椎体成形术中骨水泥渗漏的实验观察 1 8 郜宁，窦后松，曾虹甲壳素和壳聚糖在医用膜剂上的应用c j 华西药学杂 志2 0 0 4 ，1 9 ( 3 ) ：2 0 9 - 2 1 0 1 9 蒋玉燕，毕忆群，蒋建国壳聚糖生物流体敷料膜临床应用研究进展 j 浙江省医学科学院学 报2 0 0 6 。6 7 ：3 0 - 3 2 2 0 王建业，翟饶生明胶海绵对兔肌腱粘连及愈合的影响 j 中国组织工程研究与临床康 复2 0 0 8 ，1 2 ( 2 7 ) ：5 3 0 0 - 5 3 0 4 2 1 g o o d h e a d 九c 1 i n i c a le f f i c a c yo f c o m f e e l p l u st r a n s p a r e n t d r e s s i n g b rj n u r s 2 0 0 2 ，l l ( 4 ) ：2 8 4 2 2 l iz ，z h a