生长期大鼠椎间盘静态和动态压缩-评估无融合方案不对称性-BMM Mach-1应用实例 

研究课题：验证无融合治疗方案中，植入物潜在的短期和长期不利因素，对椎间盘生物完整性和功能的影响

研究背景：近开发的新的无融合治疗方法，无融合植入物用于治疗轻度至中度脊柱变形的年轻患者，如青少年特发性脊柱侧凸。创新的无融合装置是非常有前途的选择，因为它们应用适当的机械力来矫正脊柱曲线，同时保持年轻患者的生长潜力。此外，这种微创方法能避免椎间盘融合，从而保持脊柱活动性。然而这种无融合处理装置，有可能使椎间盘受到不对称的压缩载荷，可能导致椎间盘退变。

目前尚不清楚纠正脊柱侧凸的无融合治疗是否会改变年轻患者的椎间盘完整性，无论是在治疗期间还是在植入物切除后，都会引起无椎间盘植入的椎间盘退变。因此需要科学数据，来验证无融合治疗方案中，植入物潜在的短期和长期不利因素，对椎间盘生物完整性和功能的影响。

研究思路：

椎间盘是由中央髓核（NP）组成的软结缔组织，由纤维环（AF）环绕。它的作用在于在每个椎骨水平之间传递机械负荷，同时允许脊柱的运动和灵活性。

鼠尾模型非常适合研究机械负荷对椎间盘的影响，因为其生物结构模仿儿童脊柱中的机械负荷。此外，大鼠尾椎和椎间盘很容易进行手术操作，以研究软组织和硬组织的机械生物学反应。这种动物模型基本上是为了解椎间盘退变机制随着年龄的增长而发展起来的。

因此，可以使用体内生长的鼠尾模型，评估在生理范围内对椎间盘进行静态与动态压缩后，几何形状和体积比（NP与AF）的影响，以及一些代谢指标如蛋白多糖，和高度降低等形态学变化。

研究仪器：

对大鼠进行静态和动态加载大鼠，静态负荷以0.2MPa持续15天。动态加载为0.2MPa 士30％，频率为0.1Hz。通过微机械加载机（MACH-1，Biomomentum，Canada; 17N力范围和0.026N分辨率）以施加精细控制的力。

微加载系统：Biomomentum Mach-1微力加载系统

参考文献：

Static and dynamic compression application and removal on the intervertebral discs of growing rats

JOURNAL OF ORTHOPAEDIC RESEARCH