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为探究 Modic-III 改变对颈椎间盘假体多孔骨长入的影响，研究人员以山羊为模型开展相关研究。结果发现 Modic-III 改变显著损害人工颈椎间盘骨整合，增加假体并发症发生率。该研究为临床治疗提供重要参考。
在骨科植入物的临床应用中，植入物与骨骼之间能否建立快速、稳固且持久的连接，是决定手术成败的关键因素。这种连接涉及到植入物的初始稳定性和二次稳定性 。其中，初始稳定性在植入手术时由压配机械作用或特殊固定结构提供，而二次稳定性则在愈合期后获得。长期稳定性更是依赖于骨 - 植入物界面的重塑现象，它会改变植入物表面附近骨组织的多尺度生物力学特性。
近年来，颈椎间盘置换术（CDR）在脊柱外科领域逐渐受到青睐，成为治疗顽固性颈椎间盘退行性疾病的有效手段。然而，尽管该手术取得了一定的成效，但诸如假体下沉、移位甚至脱位等并发症也时有发生。Modic-III 改变，在磁共振成像（MRI）上表现为退变椎体终板和软骨下骨髓在 T1 加权成像（T1WI）和 T2 加权成像（T2WI）上均呈低信号，被认为是软骨下骨硬化的表现。临床研究发现，术前手术节段的 Modic-III 改变会导致后路腰椎椎间融合术后骨融合率显著降低，但在颈椎领域，尚无实验研究对此观点予以支持。
为了解决这一问题，遵义医科大学附属医院骨科以及四川大学华西医院骨科等机构的研究人员开展了一项关于 Modic-III 改变对颈椎间盘假体骨整合影响的实验研究。该研究成果发表在《BMC Musculoskeletal Disorders》杂志上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先建立动物模型，选取 16 只成熟山羊，在 8 只山羊的 C3 - 4 节段诱导 Modic-III 改变，另外 8 只作为对照组。通过手术切除椎间盘来诱导 Modic-III 改变，之后植入颈椎间盘假体（Pretic-I Disc） 。实验过程中，运用计算机断层扫描（CT）和 X 射线在术中及术后不同时间点对植入位置进行验证。对椎体标本进行显微 CT（Micro-CT）扫描，获取骨体积分数（BV/TV）、骨小梁数量（Tb.N）、骨小梁厚度（Tb.Th）等组织形态计量学参数。同时，利用亚甲基蓝 / 酸性品红染色、标准苏木精 - 伊红染色、Masson 染色进行组织学评估，并开展骨钙素（OCN）、碱性磷酸酶（ALP）、 Runt 相关转录因子 2（RUNX2）的免疫组化染色。
X 射线和 CT 分析结果：术后随访发现，对照组在术后 6 个月有 1 例假体向前移位，实验组在术后 3 个月有 1 例假体脱位，在最后一次随访时，实验组共出现 3 例假体脱位。实验组的假体并发症发生率（37.5%）显著高于对照组（12.5%，P=0.046）。Micro-CT 图像显示，实验组存在终板硬化、假体脱位以及骨 - 假体界面间隙，而对照组假体 - 骨界面接触紧密。这表明 Modic-III 改变会影响假体的稳定性，增加并发症的发生风险。
组织形态计量学结果：实验组的 BV/TV、Tb.N、Tb.Th 以及骨长入百分比均显著低于对照组（P<0.001）。这说明 Modic-III 改变导致了骨量减少，骨小梁结构受损，进而影响了骨整合过程中骨的生长和重建。
组织学和免疫组化分析结果：对照组组织学切片显示骨长入良好，骨与假体界面接触紧密；而实验组界面间隙被大量纤维组织填充。免疫组化结果显示，对照组骨小梁周围有大量成骨细胞，实验组骨小梁边缘清晰光滑，成骨细胞较少，且实验组 OCN、ALP、RUNX2 染色的积分光密度值显著降低 。这表明 Modic-III 改变抑制了成骨细胞的活性和功能，阻碍了骨的形成和成熟。
综合上述研究结果，研究得出结论：Modic-III 改变通过减少成骨细胞数量、降低 BV/TV、Tb.N、Tb.Th 和骨长入百分比，下调 ALP、OCN 和 RUNX2 的表达水平，显著损害了山羊模型中人工颈椎间盘的骨整合，这可能是导致假体并发症发生率增加的重要原因。
该研究首次定量地揭示了 Modic-III 改变对人工颈椎间盘骨整合的负面影响，为临床医生在进行颈椎间盘置换手术时评估手术风险、制定个性化治疗方案提供了重要的理论依据。同时，研究也指出了当前研究存在的局限性，如无法在动物模型中创建稳定的 Modic-I 和 Modic-II 改变，以及羊颈椎 C3 - 4 节段不能完全模拟人类颈椎的生物力学和生理特性等，为后续研究指明了方向。
