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聚醚醚酮复合材料颈椎融合器的临床研究(14例临床初步报告)
目的:研究由聚醚醚酮复合材料制成的螺柱状颈椎融合器在颈前路融合术中的作用.方法:选择56例单节段脊髓型颈椎病患者.均行单节段前路环锯减压,试验组14例行颈椎融合器植入,原位自体碎骨片充填.对照组42例取自体髂骨移植.结果:术后3月X线平片检查试验组手术节段椎间高度增加(1.2±0.7)mm,而对照组降低(1.5±0.8)mm;结论:由聚醚醚酮复合材料制成的颈椎融合器具有良好的生物相容性,能有效地恢复颈椎高度,促进颈椎融合.
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Solis椎间融合器固定与钛板固定治疗颈椎病的对比研究
颈椎病是由于颈椎间盘退化而导致上下椎体骨赘增生,压迫神经根、脊髓等,临床表现主要为单侧或双侧肢体无力、麻木、疼痛、手握力差、行走困难、重者四肢瘫痪等,非手术治疗效果较差[1].我院于2007年1月至2009年6月应用新型材料聚醚醚酮(PEEK)生产的颈椎融合器(Solis)及钛板固定手术治疗颈椎病,并进行对比研究.
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聚醚醚酮基纳米复合材料表面口腔微生物黏附与成膜的实验研究
目的 制备聚醚醚酮(PEEK)基纳米复合材料,研究材料表面口腔微生物黏附与生物膜形成情况.方法 分别制备PEEK基纳米羟磷灰石(n-HA/PEEK)和PEEK基纳米氟磷灰石(n-FA/PEEK)复合材料,以纯钛(CpTi)和PEEK作对照,应用微生物活性剂检测试剂盒和激光共聚焦显微镜研究PEEK基纳米复合材料表面口腔微生物黏附和成膜情况.结果与CpTi相比,黏附初期2小时内PEEK及PEEK基纳米复合材料表面口腔微生物黏附量显著减少；四组材料表面在第14天形成的生物膜形貌和厚度基本一致,但PEEK基纳米复合材料组表面生物膜内死菌/活菌比显著高于CpTi及PEEK组,而且n-FA/PEEK组显著高于n-HA/PEEK组.结论 PEEK基纳米复合材料表面细菌黏附量低于CpTi,生物膜死菌量显著高于CpTi,提示材料的成分和表面粗糙度影响口腔微生物的黏附和生物膜的组成结构,PEEK基纳米复合材料具有良好的临床应用前景.
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聚醚醚酮与钛网在颅骨成形术中应用体会
目的 总结聚醚醚酮及钛网在颅骨成形术中的临床应用经验.方法 回顾性分析2015年1月~12月行颅骨成形术的25例颅骨缺损的临床资料,其中5例采用聚醚醚酮,20例采用传统钛网.结果 聚醚醚酮人工颅骨成形术5例中,2例术后3 d拔除引流管;3例术后6d拔除引流管,其中2例发生硬膜下积液,但积液量较术后3d拔管少且于2周内吸收完全,另1例住院期间恢复良好未有明显不良反应.术后随访1年,5例均无不良反应发生.钛网颅骨成形术20例中,3例术后发生皮下积液,余无明显不良反应;术后随访1年,1例发生顶部钛网外露,感染严重取出钛网;2例术后1年内癫痫发作.结论 聚醚醚酮材料,具有强度高、质量轻、稳定性强等特点,手术简单易行,术后影像学检查干扰较小,远期并发症少,术后并发皮下伴硬膜外积液比率较高.钛网材料质量轻,强度较高,塑形较为容易,但受外力后凹陷、受温度影响较大,远期并发症较多.
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纳米羟基磷灰石/聚醚醚酮复合种植体受力的三维有限元分析
目的:评价纳米羟基磷灰石/聚醚醚酮(Nano-hydroxyapatite/Polyetheretherketone,n-HA/PEEK)仿生种植材料受力时种植体及其周围骨组织的应力特征,为该种植材料的临床运用提供生物力学依据.方法:根据CT扫描数据及种植体产品数据建立包括牙槽骨、种植体的三维有限元模型,比较在150N垂直加载条件下n-HA/PEEK和钛种植体周围骨皮质及骨松质的应力分布.结果:两种材料应力分布规律:紧邻种植体颈部的骨皮质应力大远离处逐渐减小,皮质骨内两种材料的表面大应力有显著性差异(P＜0.05).负重时钛金属种植体其表面应力波动变化范围增大,容易形成应力集中.同骨组织具有相似弹性模量的n-HA/PEEK材料表面应力分布更均匀.结论:n-HA/PEEK材料更有利于将种植体所受载荷以应力的形式传递到周围骨组织中去,有利于保持骨结合面的长期稳定.
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酸蚀及粘结剂对聚醚醚酮粘结强度的影响
目的:研究经过不同表面处理后的聚醚醚酮与饰面树脂间粘结强度的变化.实验方法:将聚醚醚酮样品随机分为4组进行表面处理:98％浓硫酸酸蚀组,粘结剂处理组,98％浓硫酸酸蚀+粘结剂处理组和未处理对照组.各处理组再随机分为2个亚组粘结饰面树脂:GC Gradia组,Ceramage组.每个亚组随机选出一半样品用37℃蒸馏水浸泡24 h,其余样品冷热循环10000次后,测量样品的剪切粘结强度,SPSS软件统计分析数据;体视显微镜检查样品断裂界面,统计粘结失败类型.结果:各表面处理实验组与空白对照组之间均存在统计学差异,经硫酸酸蚀处理的聚醚醚酮与Ceramage硬质树脂的粘结强度高(19.38±5.34) MPa,且与其他实验组有统计学差异(P＜0.05).在冷热循环后,除粘结Gradia Direct树脂的浓硫酸+粘结剂处理组外,其余实验组的粘结强度明显降低(P＜0.05).结论:浓硫酸酸蚀与自酸蚀粘结剂均能提高聚醚醚酮与饰面树脂的粘结强度,Gradia Direct饰面树脂与经浓硫酸+粘结剂处理的聚醚醚酮表面可形成稳定的粘结作用.
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新型聚醚醚酮复合材料生物安全性的初步检测
目的:通过体内及体外试验,初步检测自行合成的聚醚醚酮(Polyetheretherketone,PEEK)复合材料的生物安全性.方法:采用MTT、急性全身毒性试验、黏膜刺激试验和溶血试验检测PEEK复合材料的体内和体外生物安全性.结果:MTT结果显示:PEEK复合材料浸提液对细胞生长及形态没有影响;急性全身毒性试验显示:试验组大鼠在观察期内均无死亡、中毒反应,饮食正常,精神状态良好.试验组大鼠心脏、肝脏、肾脏、脾脏重要器官肉眼及镜下观察无异常,组织切片与对照组无明显差异,未见病理改变.可以认为PEEK复合材料不会引起中毒反应;黏膜刺激试验显示:经肉眼观察试验组黏膜组织正常,无红斑、糜烂、溃疡现象;镜下观察,与对照组无明显差异,镜下评分＜4.综合肉眼及镜下观察结果显示,PEEK复合材料对口腔黏膜无刺激性;溶血试验显示:试验组测得溶血率为0.663％,满足中华人民共和国医药行业标准(YY)规定的溶血率小于5％的要求,所以PEEK复合材料不会引起溶血反应.结论:PEEK复合材料具有良好的生物安全性.
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兔下颌骨单层骨皮质缺损人工材料植入动物模型建立
目的:建立兔下颌骨单层骨皮质缺损人工材料植入的实验动物模型.方法:选取24只健康成年日本大耳白兔,雌雄不限,在双侧下颌骨体部形成大小为13 mm×4 mm×2 mm的矩形单层骨皮质缺损,左侧为对照组,右侧为实验组,下颌骨植入大小为13 mm×4 mm×2 mm的长条形碳纤维增强型聚醚醚酮(CFR/PEEK),分别于术后4、8、12周取材,影像学及组织学观察.结果:所有实验动物术后未出现感染死亡;各组实验材料未出现松动、脱落等固位不良现象,术后未出现二次骨折.结论:建立下颌骨单层骨缺损人工材料植入实验动物模型是可行的.
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PEEK复合材料的力学性能及对成骨细胞增殖影响的实验研究
目的 研究新型聚醚醚酮复合材料 (PEEK-HA-CF) 的力学特性和在体外对成骨细胞增殖能力的影响.方法 利用万能材料实验机测试复合材料的拉伸和弯曲性能;将新生鼠颅盖骨分离培养的成骨细胞接种于复合材料上,以广泛应用于临床的PEEK-CF作为对照组,用CCK-8测定成骨细胞的增殖率;扫描电镜观察成骨细胞的形态.结果 PEEK复合材料的力学性能与人体骨的力学性能相匹配,并具有良好的生物活性.结论 PEEK复合材料可能成为一种理想的移植替代材料.
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n-HA/PA66与PEEK cage在颈前路椎间盘切除减压术后椎间隙重建的比较研究
目的 观察比较纳米羟基磷灰石/聚酰胺66颈椎融合器(n-HA/PA66 Cage)与聚醚醚酮颈椎融合器(PEEK Cage)在颈前椎间盘切除减压术后椎间隙植骨重建的初期疗效.方法 回顾性分析2008年6月～2011年6月手术治疗资料完整的57例颈椎病患者,行颈前路椎间盘切除减压Cage植骨融合钛钉板系统内固定治疗,其中31例采用n-HA/PA66 cage,26例采用PEEK cage.术后随访包括影像学及临床疗效评价,影像学评价包括术前、术后正侧位片、动力位片观察植骨融合率、塌陷率、颈椎曲度及手术节段椎间隙高度情况；临床疗效采用Odom标准评定.结果 n-HA/PA66组患者6月时获得97.7％植骨融合,PEEK组融合率100％,两组融合率无统计学差异(P＞ 0.05)；n-HA/PA66组术后颈椎丢失的角度为(2.06±1.77)°较PEEK组(2.39±1.56)°稍低,两组数据无统计学差异(P=0.384);n-HA/PA66组与PEEK组术后平均椎间隙丢失高度无统计学意义(0.46 ±0.52 mm,0.41 ±0.18 mm,P=.599),其中n-HA/PA66组出现l例患者1个节段塌陷,塌陷率2.3％,与PEEK组塌陷率(0％)比较无统计学差异(P=0.372)；PEEK组获得81％临床优良率对比n-HA/PA66组77％的优良率无统计学差异(P=0.757).结论 颈前路椎间盘切除减压后,n-HA/PA66与PEEK cage椎间隙植骨融合并内固定治疗颈椎病的初期临床疗效与影像学结果均较好且相似.
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聚醚醚酮在颅骨缺损个体化重建手术中的应用
目的 探讨新型颅骨修补材料——聚醚醚酮(PEEK)进行个体化颅骨重建手术的方法及效果.方法 回顾性分析6例颅骨缺损需行重建手术病人的资料,先行头颅CT薄层扫描,数据采集后将其转化生成颅骨缺损区PEEK植入物模型图,经医生确认满意后交付生产.按常规方法显露颅骨缺损区,将PEEK植入物直接放置于缺损区表面,周边用钛连接片和钛钉固定.结果 6例颅骨缺损病人均采用PEEK材料进行个体化颅骨重建手术,效果和外观均极为满意,未出现任何不良反应.结论 PEEK是一种半晶体-热可塑材料,具有优异的抗高温性、耐化学性和抗疲劳性,具有极好的强度、硬度和韧性,即使被外力碰撞也不会出现局部凹陷或变形.PEEK材料进行个体化颅骨重建手术可达到极为满意的美学效果.缺点是制作过程较长,且价格昂贵.
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可吸收颈椎间融合器的研究进展
自20世纪50年代Smith和Robinson[1]开展颈前路减压植骨融合术以来,该方法已发展成为治疗各种颈椎伤病的经典术式.但大量病例报告显示,取自体髂骨存在失血量增加、血肿、供骨区疼痛、来源有限及股部感觉异常等缺点.此外,在自体骼骨移植的植骨爬行替代过程中,植骨块吸收,力学强度不断降低,不能很好地维持椎间隙高度,从而影响手术疗效[2].异体骨移植除费用高和数量有限外,病毒传播和免疫排斥也使其临床应用受到很大限制.目前临床上使用的颈椎间融合器大致可分为非吸收性和生物可吸收性2种.当前所用非吸收性颈椎间融合器多为金属、多聚碳纤维及聚醚醚酮等高分子材料,其材料本身属性与术后并发症的发生有重要关系,可产生如内固定移位、损伤邻近组织、磨损颗粒引起局部炎症反应等.金属融合器多由钛合金制成,生物相容性好,可兼容MRI检查,在压应力时有轻微形变而有利于植骨融合.
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聚醚醚酮与钛网在去骨瓣减压术后颅骨成形术中临床应用效果的单中心回顾性研究
目的 比较聚醚醚酮(PEEK)和钛网在去骨瓣减压术后颅骨成形术中的临床应用效果. 方法 选择南方医科大学珠江医院神经外科同一诊疗组自2014年6月至2017年12月收治的去骨瓣减压术后行颅骨成形术的86例颅骨缺损患者,其中应用PEEK材料行颅骨成形术28例(PEEK组),应用钛网材料行颅骨成形术58例(钛网组).比较2组患者的一般临床资料及术后并发症的发生情况,并采用多因素Logistic回归分析模型分析颅骨成形术后并发症发生的影响因素;比较2组患者的手术时间、塑形效果及治疗费用. 结果 与钛网组比较,PEEK组患者的年龄较小,颅骨成形术前格拉斯哥预后评分(GOS)较高,差异有统计学意义(P＜0.05).PEEK组患者并发症发生率明显小于钛网组,差异有统计学意义(P＜0.05);多因素Logistic回归分析显示修补材料是颅骨成形术后并发症发生的独立影响因素(OR=4.486,P=0.047,95％CI:1.021～1 9.703).PEEK组患者的平均住院费用高于钛网组,差异有统计学意义(P＜0.05);PEEK组患者对颅骨成形术的塑形满意率高于钛网组患者(96.4％ vs.79.3％),差异有统计学意义(P＜0.05). 结论 与钛网比较,去骨瓣减压术后应用PEEK行颅骨成形术具有并发症少、塑形效果更好等优点,但其费用高,可作为颅骨成形术的备选材料.
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聚醚醚酮复合材料的生物相容性
聚醚醚酮生物复合材料具有良好的机械性能和生物活性,其在骨缺损修复、创伤修复和口腔固定修复及种植等领域的应用得到研究者的广泛关注,越来越多的聚醚醚酮生物复合材料得以开发和研制.本文就目前常见的医用聚醚醚酮复合材料的生物相容性研究做一综述.
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聚醚醚酮生物材料粘结性能的研究进展
聚醚醚酮(Poly-ether-ether-ketone,PEEK)是一种具有优良机械性能和生物相容性的特种热塑性工程塑料,在航空航天、电子电器、医疗等领域具有广泛的应用.采用不同的手段改性PEEK,改善其粘结性能,有利于扩展其在口腔领域的应用范围.本文就目前改善PEEK粘结性能的表面处理方法和粘结系统的选择两大方面进行综述.
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骨组织金属种植体的临床应用反思与发展前景
近年来，由于生物医学工程和组织工程学及其相关学科，如材料学、生物力学、表面化学、蛋白质组学、基因组学等的发展，以及激光烧结成形，计算机辅助设计与制造（CAD-CAM）等相关制备工艺和micro CT等检测技术的突飞猛进的发展，体内植入物也得到飞速的发展[1-2]。常用的体内植入物包括心脏瓣膜、假体眼球、骨组织植入物等，而骨组织植入物包括修复患者关节的人工节关，长骨和脊柱受伤的人工骨椎、骨科固定板和骨钉，修复牙列缺损、缺失的牙科种植体等[3-5]。体内植入物促进了医学的发展，解决了身体组织缺损给患者带来的巨大痛苦，也解决了医学上很多瓶颈问题，在临床得到广泛应用。现今临床常用的种植体是金属材料，特别是以钛和钛合金为主的种植体，更得到广泛的应用。但是经过长期临床检验和分析，发现金属种植体存在无菌性骨吸收终导致种植体脱落的缺陷[6-7]。给患者带来经济、生理、心理上的负担。
关键词： 金属 种植体 骨和骨组织/解剖学和组织学 聚醚醚酮 钛 -
聚醚醚酮种植材料TiO2颗粒喷砂处理的生物活性研究
目的：探讨TiO2颗粒喷砂处理聚醚醚酮（PEEK）的佳粒度范围。方法用5种粒度范围的TiO2颗粒（A~E组）对PEEK进行喷砂处理，进行表面粗糙度检测，观察细胞黏附、细胞增殖、细胞形貌，并检测碱性磷酸酶（ALP）活性。结果 PEEK的表面粗糙度随着喷砂TiO2颗粒的粒度增大而增加。同时发现了多个峰值的存在，细胞黏附实验OD值的峰值出现在C组（180~212μm TiO2颗粒进行喷砂），数值为0.5662。经过14 d培养，成骨细胞ALP活性峰值出现在D组（>212~355μm TiO2颗粒进行喷砂）。结论 PEEK表面喷砂的佳TiO2颗粒粒度范围为180~355μm，可为今后PEEK表面改性研究提供重要参考。
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聚醚醚酮-羟基磷灰石-碳纤维复合材料的体外细胞相容性研究
将大鼠成骨细胞与聚醚醚酮一羟基磷灰石-碳纤维(PEEK-HA-CF)复合材料间接和直接培养,通过CCK-8对复合材料的细胞毒性进行评价,流式细胞仪测定材料对细胞增殖指数的影响,测定复合培养后成骨细胞的碱性磷酸酶活性变化;应用扫描电镜(SEM)观察成骨细胞形态学变化,结果表明PEEK-HA-CF复合材料无细胞毒性,复合材料组胞增殖指数与空白对照组比无差异,3d时高于钛合金组.第7d时.PEEK-HA-CF组的碱性磷酸酶活性升高.SEM下,细胞在复合材料上生长良好.PEEK-HA-CF复合材料具有良好的细胞相容性,有希望成为一种新的骨科植入材料.
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碳纤维增强聚醚醚酮复合材料生物摩擦学研究进展
碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料具有优异的生物相容性、生物力学及生物摩擦学性能,有望成为人工关节替换材料.本文阐述了润滑介质、增强体的表面改性、功能性粒子填充、摩擦副材料及摩擦运动方式等因素对CF/PEEK复合材料生物摩擦磨损性能的影响,指出今后应加强对多因素协同作用下CF/PEEK复合材料磨损机制与润滑机制的研究.
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聚醚醚酮/羟基磷灰石/碳纤维椎间融合器的有限元研究
对聚醚醚酮/羟基磷灰石/碳纤维(PEEK/HA/CF)和钛合金加椎弓根内固定两种类型的椎间融合器进行生物力学比较,为临床应用提供依据.基于人正常L2-L4节段的CT扫描数据,建立L2-L4节段和单枚融合器置入加椎弓根钉内固定有限元模型,观察不同工况下植骨块、椎间融合器和L3下终板的应力分布及融合节段的角位移变化.结果发现,PEEK/HA/CF组在植骨块的大应力峰值至少是钛合金组的2.2倍;钛合金组在L3下终板的大应力峰值至少是PEEK/HA/CF组的2.3倍,这些应力主要集中在与cage接触的终板部位;钛合金组的角位移与PEEK/HA/CF组相比较,其减少程度相当.因此,PEEK/HA/CF椎间融合器可以提供与钛合金相似的稳定性;增加植骨块的负荷传导,促进骨性融合;降低融合器毗邻终板的应力,降低融合器沉降.
