生長期大鼠椎間盤靜態(tài)和動態(tài)壓縮-評估無融合方案不對稱性-BMM Mach-1應(yīng)用實(shí)例

研究課題：驗(yàn)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?yàn)樗鼈儜?yīng)用適當(dāng)?shù)臋C(jī)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(yàn)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(jī)械負(fù)荷，同時允許脊柱的運(yùn)動和靈活性。

鼠尾模型非常適合研究機(jī)械負(fù)荷對椎間盤的影響，因?yàn)槠渖锝Y(jié)構(gòu)模仿兒童脊柱中的機(jī)械負(fù)荷。此外，大鼠尾椎和椎間盤很容易進(jìn)行手術(shù)操作，以研究軟組織和硬組織的機(jī)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(jī)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(jìn)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(jìn)行靜態(tài)和動態(tài)加載大鼠，靜態(tài)負(fù)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(jī)械加載機(jī)（MACH-1，Biomomentum，Canada; 17N力范圍和0.026N分辨率）以施加精細(xì)控制的力。