研究課題：驗證無融合治療方案中，植入物潛在的短期和長期不利因素，對椎間盤生物完整性和功能的影響

研究背景：近開發的新的無融合治療方法，無融合植入物用于治療輕度至中度脊柱變形的年輕患者，如青少年特發性脊柱側凸。創新的無融合裝置是非常有前途的選擇，因為它們應用適當的機械力來矯正脊柱曲線，同時保持年輕患者的生長潛力。此外，這種微創方法能避免椎間盤融合，從而保持脊柱活動性。然而這種無融合處理裝置，有可能使椎間盤受到不對稱的壓縮載荷，可能導致椎間盤退變。

目前尚不清楚糾正脊柱側凸的無融合治療是否會改變年輕患者的椎間盤完整性，無論是在治療期間還是在植入物切除后，都會引起無椎間盤植入的椎間盤退變。因此需要科學數據，來驗證無融合治療方案中，植入物潛在的短期和長期不利因素，對椎間盤生物完整性和功能的影響。

研究思路：

椎間盤是由中央髓核（NP）組成的軟結締組織，由纖維環（AF）環繞。它的作用在于在每個椎骨水平之間傳遞機械負荷，同時允許脊柱的運動和靈活性。

鼠尾模型非常適合研究機械負荷對椎間盤的影響，因為其生物結構模仿兒童脊柱中的機械負荷。此外，大鼠尾椎和椎間盤很容易進行手術操作，以研究軟組織和硬組織的機械生物學反應。這種動物模型基本上是為了解椎間盤退變機制隨著年齡的增長而發展起來的。

因此，可以使用體內生長的鼠尾模型，評估在生理范圍內對椎間盤進行靜態與動態壓縮后，幾何形狀和體積比（NP與AF）的影響，以及一些代謝指標如蛋白多糖，和高度降低等形態學變化。

研究儀器：

對大鼠進行靜態和動態加載大鼠，靜態負荷以0.2MPa持續15天。動態加載為0.2MPa 士30％，頻率為0.1Hz。通過微機械加載機（MACH-1，Biomomentum，Canada; 17N力范圍和0.026N分辨率）以施加精細控制的力。

微加載系統：Biomomentum Mach-1微力加載系統

參考文獻：

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

JOURNAL OF ORTHOPAEDIC RESEARCH