研究課題:驗證無融合治療方案中,植入物潛在的短期和長期不利因素,對椎間盤生物完整性和功能的影響
研究背景:近開發(fā)的新的無融合治療方法,無融合植入物用于治療輕度至中度脊柱變形的年輕患者,如青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸。創(chuàng)新的無融合裝置是非常有前途的選擇,因為它們應(yīng)用適當(dāng)?shù)臋C械力來矯正脊柱曲線,同時保持年輕患者的生長潛力。此外,這種微創(chuàng)方法能避免椎間盤融合,從而保持脊柱活動性。然而這種無融合處理裝置,有可能使椎間盤受到不對稱的壓縮載荷,可能導(dǎo)致椎間盤退變。
目前尚不清楚糾正脊柱側(cè)凸的無融合治療是否會改變年輕患者的椎間盤完整性,無論是在治療期間還是在植入物切除后,都會引起無椎間盤植入的椎間盤退變。因此需要科學(xué)數(shù)據(jù),來驗證無融合治療方案中,植入物潛在的短期和長期不利因素,對椎間盤生物完整性和功能的影響。
研究思路:
椎間盤是由中央髓核(NP)組成的軟結(jié)締組織,由纖維環(huán)(AF)環(huán)繞。它的作用在于在每個椎骨水平之間傳遞機械負荷,同時允許脊柱的運動和靈活性。
鼠尾模型非常適合研究機械負荷對椎間盤的影響,因為其生物結(jié)構(gòu)模仿兒童脊柱中的機械負荷。此外,大鼠尾椎和椎間盤很容易進行手術(shù)操作,以研究軟組織和硬組織的機械生物學(xué)反應(yīng)。這種動物模型基本上是為了解椎間盤退變機制隨著年齡的增長而發(fā)展起來的。
因此,可以使用體內(nèi)生長的鼠尾模型,評估在生理范圍內(nèi)對椎間盤進行靜態(tài)與動態(tài)壓縮后,幾何形狀和體積比(NP與AF)的影響,以及一些代謝指標(biāo)如蛋白多糖,和高度降低等形態(tài)學(xué)變化。
研究儀器:
對大鼠進行靜態(tài)和動態(tài)加載大鼠,靜態(tài)負荷以0.2MPa持續(xù)15天。動態(tài)加載為0.2MPa 士30%,頻率為0.1Hz。通過微機械加載機(MACH-1,Biomomentum,Canada; 17N力范圍和0.026N分辨率)以施加精細控制的力。
微加載系統(tǒng):Biomomentum Mach-1微力加載系統(tǒng)
參考文獻:
Static and dynamic compression application and removal on the intervertebral discs of growing rats
JOURNAL OF ORTHOPAEDIC RESEARCH