经皮椎体后凸成形术填充材料研究进展(2)

　　此类材料中研究较多的有磷酸钙骨水泥(calcium phosphate cement,CPC)、硫酸钙骨水泥(calcium sulfate cement,CSC)、天然珊瑚骨替代物以及生物陶瓷等。

　　2.1 CPC

　　CPC又称羟基磷灰石骨水泥(hydroxyapatite cement,HAC)，是一种新型的自固型骨水泥。其组成包括固相和液相，固相主要由磷酸钙盐，如磷酸四钙、磷酸三钙、二水磷酸氢钙、无水磷酸氢钙、磷酸二氢钙等之中的至少两种组成，还可以有氟化物、半水硫酸钙等;液相可以是蒸馏水、稀酸、血清、血液等。不同的磷酸盐在液相中发生反应，其最终产物也是唯一的羟基磷灰石(HAP)，不会影响血液中钙、磷的水平。CPC的一个重要特点就是能够自行固化，粉末与固化液调和成牙膏状后，3～15 min内凝结且与骨直接黏结，产品固化强度不低于35 MPa;其凝固过程不产热，温度适宜，避免了任何潜在的PMMA的热损伤作用[7]。更重要的是CPC与骨盐成分完全一样，其晶体结构也与骨质相同，生物相容性好，与宿主组织兼容，化学性质稳定，能承受各种机械力，物理性能不因组织液侵蚀而改变，不引起炎症反应，无致癌，不引起过敏反应。临床前动物实验和人类试点研究已经显示：CPC植入体内后具有高度的骨传导性，可缓慢降解吸收，逐渐被新骨取代，恢复椎体的骨量，即随着时间的流逝经历着逐渐的重塑过程[8]，这表现在骨水泥发生断裂，随之有血管以及新生骨组织向水泥内生长。

　　Belkoff等[9]对CPC进行了生物力学测试，认为它具有与PMMA骨水泥相当的生物力学性质，同时他们认为在CPC中加入一定比例的胶体分子如甲基纤维素等，可使其粘稠度明显降低，并且保持良好的生物力学性质。Tomita等[10]对离体的骨质疏松椎体用PMMA或CPC的PKP后进行了生物力学研究。对在三具女尸上获得的24个椎体(T6-T9，L2-L5)进行了模拟压缩实验。椎体被分为两组，分别是用CPC的PKP和用PMMA的PKP。测量处理前后的高度，修复后的椎体再压缩，以测量处理后的强度和硬度。分析结果表明，用CPC的PKP在腰椎和胸椎上都恢复了强度。而用PMMA的PKP，与最初的强度相比，在胸椎上显示了明显的处理后的强度增加。除了用PMMA行PKP的胸椎恢复了硬度之外，其余椎体的硬度与以前相比都有所降低。两种骨水泥处理后的椎体在高度恢复的百分比上没有明显的区别。

　　CPC虽具有以上众多优点，但显影效果不甚理想，虽然其化学组成本身是辐射不透过的。所以仍然可能需要添加助显剂来增加显影。另外，CPC是否能真正提高椎体的强度和硬度仍有争论，需要进一步的研究去证实。还有，Belkoff等[11]提出疑问，CPC用于PKP 时的适应症是否与PMMA一致?因为PMMA的单体毒性以及聚合时的热效应对肿瘤组织及感觉神经末梢的损伤据推测正是PKP 的止痛机制之一，因此在针对不同原因引起的VCFs行PKP 时，对于填充材料的选择应有所不同。

　　2.2 CSC

　　CSC即平时所说的石膏，作为骨移植替代物广泛应用于各个部位。Perry等[12]在一项对尸体VCFs的PKP研究中进行了CSC的生物力学评估。研究显示：CSC是无毒的，可注射性的，而且具有骨传导性。与PMMA相比，CSC有着相当的强度恢复，硬度恢复要低一些，但这更有利于减少相邻椎体骨折的发生。

　　Turner等[13]报道了他们将CSC应用于犬的骨缺损修复的组织学分析。在这项研究中，依次拍摄了第2、6、13周的影像，显示：在缺损周围有团块状硫酸钙的再吸收。组织学上在13周时，所有用CSC治疗的骨缺损均显示出了新编织骨显著的成骨细胞的边缘。高倍放大显示：残留的CSC混合于新长出来的编织骨及其周边区域，继续提供骨传导的支架作用。当用作螺钉固定的时候，CSC也能增强拔出力[14]。尽管如此，CSC被很快重吸收[15]。

　　另外，CPC和CSC与PMMA相比，粘滞度较低，价格相对较高。它们都是真正的水泥，在悬浮液中是以离子状态存在的。当它们在一个限制性的空间比如灌注管中被加压的时候，会表现出摇溶的特性。当悬浮液脱水，只留下固体成分的时候，它们是很难渗过骨间隙或通过注射管的。

　　2.3 天然珊瑚骨替代物