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研究目的:研究全内置式可膨胀型脊柱前路螺钉纳米羟基磷灰石涂层表面改性后的理化性质、生物力学及生物相容性。方法:1、纳米羟基磷灰石涂层的制备及理化性质检测采用等离子喷涂法在全内置式可膨胀型脊柱螺钉表面制备纳米羟基磷灰石涂层,并检测其理化性质。2、全内置式可膨胀型生物涂层脊柱前路内固定系统的生物力学评价将24个猪腰椎椎体分成四组:未涂层未膨胀螺钉组、涂层未膨胀螺钉组、膨胀未涂层螺钉组、涂层膨胀螺钉组。将四组螺钉植入标本中,利用生物力学测量仪测量其最大扭矩和拔出力。3、全内置式可膨胀型生物涂层脊柱前路内固定系统的生物相容性试验细胞毒性试验:采用四唑盐比色法,以L-929小鼠成纤维细胞为研究对象,观察细胞形态、计算相对增殖率并分级;最大剂量的致敏试验:对豚鼠进行皮内诱导、局部诱导和激发实验,并观察其皮肤情况及炎症情况。肌肉植入后局部反应试验:将内固定材料植入SD大鼠脊柱旁肌肉,周期为26周,观察肌肉局部组织反应。结果:1、成功在全内置式可膨胀型脊柱螺钉表面制备纳米羟基磷灰石涂层,其理化性能符合企业提供的标准。2、涂层未膨胀螺钉与未涂层未膨胀螺钉比较,涂层膨胀螺钉与膨胀未涂层螺钉比较,最大扭矩及拔出力均无显著差异;涂层膨胀螺钉的最大拔出力显著大于涂层未膨胀螺钉;涂层膨胀螺钉的最大扭矩与涂层未膨胀螺钉比较无显著差异,而涂层膨胀螺钉的最大扭矩显著大于未涂层未膨胀螺钉。3、细胞毒性试验:各实验组细胞毒性分级为0-1级;最大剂量的致敏试验:实验组豚鼠皮肤均未发生红斑及水肿,Magnusson和Kligman等级为0级,且其皮肤组织均未见明显炎性反应,炎症分级为Ⅰ级;肌肉植入后局部反应试验:实验组术后第1周炎性细胞反应分级和囊壁形成分级分别为ⅣV级和0级,第4周的分别为Ⅱ级和Ⅱ级,第12周的分别为Ⅰ级和Ⅰ级、第26周的分别为Ⅰ级和Ⅰ级。结论1、成功在全内置式可膨胀型脊柱螺钉表面制备纳米羟基磷灰石涂层,其理化性能符合企业生产提供的标准。2、全内置式可膨胀型生物涂层脊柱前路内固定系统在涂层前后最大扭矩及拔出力相近,涂层后同样具有良好的生物力学性能,且涂层膨胀螺钉的最大扭矩优于未涂层未膨胀螺钉。3、全内置式可膨胀型生物涂层脊柱前路内固定系统无细胞毒性,不引起致敏反应,且对周围组织无刺激,生物相容性良好。