张嘉利马远征朱微高瑾杨达宇王天天

    (1.山西医科大学研究生院，太原030001；2.中国人民解放军第309医院骨科，北京100091；3.北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083)

    近年来，慢性下腰痛(chronic low back pain)患者在脊柱外科门诊患者中的比例越来越高。导致其就医的主要原因是椎间盘退行性疾病(disc degenerative disease,DDD)[1,2]。对于早期慢性下腰痛患者，在经过常规的保守治疗效果不理想后，一般会考虑手术治疗。单纯摘除术解除了突出的椎间盘组织对马尾神经和神经根的压迫，短期内具有良好的临床效果[3-6]，但该术式降低了椎间隙的正常高度，增加邻近小关节的正常负荷，限制手术节段的正常活动，从而引起该节段生物力学的一系列改变，还可能加速邻近节段退变的发生[7]，长期效果不能令人满意。人工椎间盘和人工髓核置换术不仅可以恢复椎间隙原有高度，同时还保留了相应节段的运动功能[8,9]，近年来受到越来越多的关注。聚乙烯醇水凝胶具有良好的生物相容性和生物力学特性[10-12]，已成为应用最多的材料之一。本实验旨在对新型的聚乙烯醇水凝胶人工髓核假体进行基本的生物力学测试，包括压缩性能测试和黏弹性能测试，以便对随后的动物实验提供基础的实验依据。

    1 材料与方法

    1. 1 材料和设备

    聚乙烯醇(PVA)粉剂：1799型，阿拉丁试剂公司。电子万能材料实验机：型号WDS-5，长春市朝阳试验仪器有限公司。电热式蒸汽消毒器：型号DZF6020，上海博迅实业有限公司医疗设备厂。数显控温冰箱、牙脱粉、牙脱水、去离子水等。

    1. 2 假体的设计与制备

    为满足微创手术的植入要求，本实验设计了新型的可盘旋形人工髓核假体(图1)。该假体在体外可解盘旋成条状，经皮穿刺微创手术条件下植入后，可自动恢复为盘旋椭圆形。PVA水凝胶是一种具有三维网状微孔结构的材料，其孔径大小会随着PVA含量增加而减小，三维网状微孔结构可以使水分和代谢产物相互流通，这与天然髓核结构类似，所以我们选取PVA作为制备材料。将PVA粉剂通过4次循环冷冻-解冻循环，在经过γ射线辐射的方法制备PVA水凝胶。本实验所需试样由北京科技大学提供。

    具体过程：配置PVA与去离子水的混合液。因人体髓核含水量为80%～85%[15]，所以我们制定PVA水凝胶的初始浓度分别为15wt%和20wt%。将混合液放入电热式蒸汽消毒器中120℃加热2 h，缓慢冷却后将熔融液倒入模具中 ......