作 者：Jin-SungKim医院
编啊辑：张占医院
视频导读
传统的椎间融合手术采用自体骨移植，不仅在供骨区引起并发症，在融合节段也会出现骨块脱位、骨块吸收、骨块不愈合、椎间隙塌陷等问题。而椎间融合器包裹自体骨的方式能显著改善传统术式的缺陷，提高融合率。融合器的材料需具有生物相容性好、化学性质稳定、弹性模量与骨组织相近、骨整合能力强等特点，目前最常见的融合器材料是聚醚醚酮（PEEK）材料和钛金属。钛金属为避免应力遮挡，常制成多孔状，以Zimmer公司的骨小梁金属为代表。PEEK材料的弹性模量与人类骨皮质相接近，但其缺点在于亲水基团少，无法为细胞粘附提供足够的空间，且具有生物惰性，骨整合能力略逊。
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视频重点
钛金属应用于人工全髋关节置换术，取得了巨大的成功，其优越的骨长入性能，使髋关节假体在早期即可获得较好的稳定性。一篇发表在年的美国多中心研究显示，使用3D打印的多孔钛金属椎间融合器，相比PEEK材料在骨长入方面有明显的优势。
另一篇美国学者的研究发现，钛金属表面的纳米级的粗糙面对骨长入有利，而PEEK材料更不利于成骨细胞的形成，容易诱发细胞凋亡和坏死而导致炎症反应出现。
发表在年Spine杂志的动物模型实验发现，钛金属的椎间融合器相对于PEEK材料融合器而言表现出更优越的骨整合能力，融合器抗拔出能力更强。
日本学者在一组病例研究中，对25例患者使用了钛金属椎间融合器，25例患者使用了PEEK材料椎间融合器，随访24个月时前者的融合率达到%，而后者只有76%,同时在PEEK材料组还发现了60%的患者出现骨溶解现象。虽然PEEK材料融合率是否真如该研究报道的这么不尽如人意我们还需要进一步验证，但钛金属的确表现出了让人满意的融合率结果。
年的一篇荟萃分析也显示，传统的PEEK材料椎间融合器在诱导成骨能力、生物活性方面的特性均劣于钛金属。
如上所述，由于传统的表面光滑的PEEK材料在骨长入、骨整合方面的表现差强人意，有学者设计了多孔PEEK材料（孔隙率67%-75%），发现其骨长入、骨整合能力有了明显的提高。
然而钛金属融合器并非完美，一些文献报道其依然会出现椎间隙塌陷、金属碎屑等问题。年美国学者在对比钛金属融合器和PEEK材料融合器时发现，前者的下沉率更高。
因此，有学者开始研究3D打印技术在椎间融合器上的应用。这一技术目前在脊柱肿瘤外科得到了发展。德国的Girolami医生报道了13例脊柱肿瘤患者使用3D打印的钛金属肿瘤假体，取得了良好的结果。
脊柱外科医生目前也在尝试将3D打印的钛金属融合器使用在常规的椎间融合手术上。理论上3D打印融合器能减少不同弹性模量材料之间的接触界面，从而减少术后椎间隙塌陷和磨损颗粒的出现。此外，从材料学上看，3D打印可以节约材料，降低能耗，减少制作时间，医院层面进行制作。
3D打印的钛金属微结构和骨小梁十分接近
美敦力、史塞克等公司都在研制相关的产品
目前，也有学者尝试使用可张开融合器进行椎间融合，其可以通过微创方式置入，目前已有文献证实其具有更大的椎间盘覆盖面，并能充分保护前方软组织结构，兼备了前入路和后入路的优点。
总结
随着材料科学和工程学的进步，椎间融合器的设计还将获得进一步的发展。表面附加涂层是目前研究的热点，其不仅可增加融合器表面摩擦系数，利于融合器初期稳定，还能增加内植物与宿主骨的接触面积，促进骨融合。镀钛膜是目前应用最广泛的涂层，但其在使用时时有脱落，而更具生物活性和基体黏结效果的涂层仍在研究之中。另外，生物可吸收材料也是工程学家和临床医生比较
