本项目属于材料科学与医学的交叉领域。 由于骨质疏松、外伤等原因引起的椎体骨折是临床上的常见病。采用经皮椎体成型术的微创方法，向骨折椎体注射固化材料，可快速复位并强化椎体，迅速缓解疼痛，克服外科手术创伤大、并发症发生率高等缺陷，成为很有吸引力的治疗方法。然而，该法在安全性和有效性方面仍然存在诸多问题，其中突出的问题来自聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）骨水泥的毒性和强放热，材料不降解，以及使用的器械不适应等。 基于此，本研究瞄准椎体微创治疗方法，研发新型可注射可降解无机骨水泥及使用配套器械，力图提高手术的安全性和有效性。主要技术发明点如下： （1）发明了适于椎体微创治疗的可注射可降解磷酸钙基骨水泥。系统研究了磷酸盐高浓悬浮体的可注射性及其影响规律，通过原料颗粒状态及体系配方优化克服在注射过程中剪切应力致固液相分离问题，并降低注射过程阻力。发现磷酸盐固化过程的多组分协同效应，设计了晶种原位增强、多相固化体系和多网络杂化体系，实现磷酸钙基骨水泥的快速固化、力学增强、可控降解和抗溃散，并提高骨水泥的显影性。该材料18分钟内完成初步固化，24小时后达到最高强度47 MPa，高于目前临床使用的类似进口产品。 （2）采用创新的分级扩张技术与高周波焊接技术成功制备出可膨胀球囊导管及显影球囊导管，并形成系列器械，适于可注射无机骨水泥的定点注射输送。利用聚氨酯的软-硬嵌段结构，通过多次双向扩张取向，使分子链短程有序性增强，长程有序度下降，保证球囊壁各向同性，增强了球囊的撕裂强度和定伸应力。创造性地运用高周波焊接技术实现球囊与导管的密封连接，使所制备的球囊导管最大耐受压力不低于28 MPa，达到国外产品最好水平。由此形成的系列配套器械，可确保术中安全及恢复椎体高度，提高治疗效果。 （3）建立了可注射磷酸钙基骨水泥用于椎体微创治疗的临床使用技术，发明了经皮穿刺配合微创椎弓根内固定等临床操作新方法，取得了突出的临床疗效。从生物力学、实验动物学、病理学、临床实践等多水平对可注射磷酸钙基骨水泥开展安全性、有效性研究，明确了灌注剂量、入路方式、注射速度、适应症等操作技术方案。发明了椎体微创治疗配合椎弓根内固定的临床操作新方法。临床结果表明可注射磷酸钙基骨水泥能明显恢复骨折椎体的力学性能，并在安全性和生物力学匹配性方面均好于PMMA。 申请专利12项，授权8项。科技查新及鉴定报告指出：项目具有国内外新颖性，总体水平达到国际先进。该技术已成功实现转化，形成微创治疗用无机骨水泥产品及配套器械产品，并获得医疗器械产品注册证4张。目前已在全国300家医院临床广泛使用逾2万例。近三年新增产值3.69亿万元，新增利税1.79亿元。所研制产品性能优于其他可降解骨水泥，是使用最早、在国内范围最广的可降解骨水泥，且明显降低PMMA骨水泥术中并发症的发生，使数以万计患者恢复健康，提高了治疗水平，大大地推动了椎体微创治疗的技术进步和我国高端医疗器械的发展，产生重大的社会效益。