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表面改性技术在骨科植入物生物内固定中的应用
钛合金表面改性处理技术的应用,极大地增加了植入物的骨长入能力.经喷砂处理的粗糙表面与新生骨组织黏合形成内固定.烧结钛珠工艺可以得到完全联通的孔隙结构,提高骨长入的能力.羟基磷灰石涂层植入体内后可以部分降解,诱导组织向涂层法向长入,降解残留羟基磷灰石形成框架结构,可以提高界面的稳定性.3D打印技术可以为患者量身定制多孔植入物,极大增强了骨长入的能力,有效提高了植入物的有效性和安全性.
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不同固定表面生物型人工膝关节假体的骨长入实验研究
目的 比较人工膝关节不同孔径的固定表面生物型假体植入兔体内的骨长人情况,为人工膝关节生物学固定方法的改进提供理论依据.方法 自行设计制作兔部分限制型人工全膝关节表面置换假体,股骨髁和胫骨平台假体固定表面用激光焊接两层不锈钢网,一组设计为两层不锈钢网孔大小相同,网孔均为(2 ×2)mm,称大孔假体(实验组假体).另一组设计为两层不锈钢网孔大小不同,大网孔大小为(2 ×2)mm,小网孔大小为(1.5 ×1.5)mm,大网孔钢网焊接在紧贴假体固定表面,小网孔叠放在其外面,称小孔假体(对照组假体).两组假体两层钢网均错开焊接.30只成年新西兰大白兔随机分成两组,每组15只,分别行左侧人工膝关节置换术,髌骨不置换.术后1、3、6个月处死动物取材,每个时间点各5只,进行硬组织切片染色,计算假体骨界面新生骨形成率,假体与骨界面的骨结合率.结果 假体骨界面新生骨形成率,假体与骨界面的骨结合率,实验组大于对照组(P＜0.05).结论 生物型人工膝关节假体的固定表面孔径不同影响假体与骨界面的骨长入,大孔假体骨界面新生骨形成率及假体与骨界面的骨结合率要优于小孔假体.
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混合型全髋关节置换术
全髋关节置换术的固定方式分两类:骨水泥固定和非骨水泥固定.骨水泥固定是指用骨水泥将假体固定于宿主骨上;非骨水泥固定是指以压配方式将假体直接固定于宿主骨,继而通过骨长入或骨长上来固定假体.
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经典孔隙结构钛合金内置物在兔肱骨近端大结节处骨长入的初步组织学研究
目的 建立兔肱骨近端生物型内置物植入模型,进行随时间演变内置物骨长入情况的组织学研究.方法 建立肱骨近端经典孔隙结构即正六面体孔隙结构的钛合金内置物植入模型,将15只骨骼成熟雄兔随机分为3组,分别于建模后3、6、12周对肱骨近端内置物植入部分进行取材、切片及甲苯胺蓝染色,观察随着时间的演变内置物中骨长入的情况.结果 在对15个样本进行定性观察后发现随着时间的进展,内置物空隙内的骨质在不断的增长,骨长入面积在不断的扩大.组织学定量分析发现3周与6周雄兔的骨长入面积百分比差异无统计学意义(P>0.05),而3周与12周以及6周与12周相比差异均有统计学意义(P <0.05),且总体在12周内,骨长入面积百分比与时间成对数关系.结论 随着时间的推移,兔肱骨近端长入生物型钛合金内置物的骨质不断增加,且在12周内,骨长入面积百分比与时间成对数关系,骨长入速度逐渐变慢.
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Osteoset人工骨修复四肢骨缺损及在脊柱融合中的应用
在现代骨科的治疗过程中常出现由于肿瘤切除、创伤、骨折不愈合而形成的骨缺损,而脊柱手术亦常需要植骨融合重建脊柱稳定性.因此治疗过程中需要用骨替代物来填充缺损、介导自体骨长入.人工骨替代物由于避免了自体骨的一些缺点在临床上被越来越多的医师所接受.我院于2003年底在国内率先在临床开始使用医用硫酸钙人工骨替代物Osteoset,获得满意效果,现报告如下.
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不同空间结构钛合金内植物在兔肱骨近端大结节处骨长入的组织学对比研究
目的:建立兔肱骨近端钛合金骨小梁孔隙结构与经典孔隙结构内植物植入模型,并对随时间演变不同内植物中骨长入情况进行组织学对比研究.方法:分别建立肱骨近端骨小梁孔隙结构及经典孔隙结构的钛合金内植物植入模型,选取30只骨骼成熟雄兔随机分为2组,每组各15只;并于组内再次随机分为3组,每组各5只,分别于建模后3、6、12周对肱骨近端内植物植入部分进行取材、切片及甲苯胺蓝染色,观察对比随时间演变不同孔隙结构内植物中骨长入的情况.结果:在分别对各组15个样本进行定性观察后发现随着时间的进展,不同内植物孔隙内的骨质均在不断增长,骨长入面积也在不断扩大.组织学定量分析发现3周与6周时骨小梁孔隙结构内植物骨长入面积百分比均显著大于经典孔隙结构内植物(3周时:25.4％±6.9％vs 19.6％±3.7％,P＜0.05;6周时:31.2％±1.7％vs 26.9％±5.3％,P＜0.05);而在12周时,两组间的骨长入面积百分比相比差异无统计学意义(41.7％±2.5％,39.0％±4.1％,P＞0.05).而两组内分别进行组内比较时,3周、6周、12周这3个时间点两两比较骨长入面积百分比差异均有统计学意义(P＜0.05).结论:不同孔隙结构内植物在兔肱骨近端的骨长入面积随时间均不断增加,早期(6周内)骨小梁孔隙结构内植物的骨长入速度显著大于经典孔隙结构内植物,但远期(12周)两组不同结构内植物骨长入面积并无统计学差异.
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非骨水泥全髋关节置换术后无症状假体周围99mTc-MDP的摄入分析
非骨水泥全髋关节置换术的应用越来越多,多用于年轻及运动量大的患者.非骨水泥全髋关节假体通过手术压配安装获得即时稳定性,术后以假体表面与骨组织的密切接触及骨长入获得长久稳定.非骨水泥假体与骨水泥假体术后均会出现松动、感染、骨溶解等并发症.我们通过研究30例患者36个无症状非骨水泥髋假体99mTc-MDP(99mTc标记亚甲基二磷酸盐)骨扫描像,旨在了解假体周围区域骨摄入比的变化规律,对诊断和评价非骨水泥全髋关节置换术后患者的早期变化提供参考依据.
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骨质疏松患者的髋关节置换假体
许多需要行髋关节置换的患者伴有骨质疏松或骨量减少，高龄脆性股骨颈骨折是严重骨质疏松的后果，也是髋关节置换的主要适应证之一，髋关节假体主要分为骨水泥型假体和非骨水泥型假体，非骨水泥型股骨假体的长期固定有赖于获得坚强的初始固定和通过骨与假体结合获得有效的二次稳定，要求假体与股骨近端髓腔尽量匹配，若假体与骨接触的缝隙宽度＞1 mm，会造成假体表面骨长入困难。非骨水泥型股骨假体在年轻患者的长期存活率证实其优越性；但在高龄人群和骨质疏松患者并未获得如此成功，骨质疏松引起的股骨近端结构改变和骨量下降已经被认为是早期假体松动和术后假体周围骨折的重要原因，这类特殊患者如何选择合适的股骨假体成为近期研究的热点(图1)。
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作为GBR屏障膜的新型胶原膜的体内植入效果分析
目的 探讨Ⅰ型胶原和矿化Ⅰ型胶原合成的胶原膜作为GBR屏障膜在动物体内植入后,诱导早期膜下成骨的能力.方法 实验于2013年10月-2014年3月在沈阳军区总医院动物实验中心完成.选取小型巴马猪双侧下颌骨,分别于下颌骨骨体处用牙科裂钻制备8 mm×8 mm全层骨缺损3个,分别应用实验胶原膜覆盖、Bio-gide@覆盖、无覆盖膜骨缺损区.术后1个月处死动物,在处死前1、2周分别肌肉注射四环素溶液与二甲酚橙溶液.固定样本后,制备硬组织切片.分别在荧光显微镜及光学显微镜下(甲苯胺蓝、亚甲基蓝-酸性品红染色)观测膜的降解程度及膜下新骨生成能力,评价材料膜下骨形成量和骨成熟程度.结果 实验组胶原膜具备良好的屏障作用,膜下新生骨矿化程度良好;骨小梁排列整齐,但新生骨量少于Bio-gide@覆盖组;无覆盖膜骨缺损区新生骨组织骨小梁排列混乱,新生骨量少.结论 新型胶原膜在1个月时体内无明显降解,具备良好的膜下成骨能力,下一步需进行实验组胶原膜的改性,以增加胶原膜膜下成骨量.
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骨形态发生蛋白对兔人工关节周围骨长入的影响
目的探讨骨形态发生蛋白(BMP)对兔人工肱骨头周围骨长入的影响.方法新西兰兔30只随机分成两组行模拟人工肱骨头置换手术.实验组假体周围放置骨形态发生蛋白30mg;对照组不作处理.分别于植入后4、8、12周每组处死5只兔子.取出肱骨标本,分别运用普通X线摄片及不脱钙骨组织切片等观察方法,比较假体周围的骨生长情况.结果假体植入后4周、8周,组织学观测实验组假体周围骨性结合率分别为(67.11±4.84)%和(70.79±6.56)%,显著高于对照组(34.61±5.74)%和(57.73±5.85)%(P＜0.05).12周时实验组骨性结合率为(74.71±6.10)%,对照组为(69.42±5.76)%(P＞0.05).结论 BMP能促进骨-假体界面的骨长入能力,这种作用在植入早期尤为明显.
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阿仑膦酸钠对人工关节假体周围骨长入的影响
目的观察阿仑膦酸钠对人工关节假体周围骨长入的影响.方法SD雄性大鼠16只,双侧胫骨上端经膝关节植入定制钛合金假体,随机分成对照组和实验组,对照组术后每日空腹生理盐水灌胃;实验组术后每日空腹阿仑膦酸钠灌胃,剂量0.1 mg/(kg·d),持续6周.术后12周处死取材,进行组织学观察及组织形态计量学测定.结果组织学观察发现,对照组假体周围由新生骨、类骨质和纤维界膜构成.纤维界膜较厚,与新生骨或类骨质间界限清晰.实验组假体周围纤维界膜薄且稀少,新生骨与假体界面多为直接接触,有些部位新生骨与假体界面完全整合.组织形态计量学测定发现,对照组假体周围界膜的厚度和面积均明显大于实验组,差异有显著性(P＜0.05).结论阿仑膦酸钠经胃肠给药可能对钛合金人工关节假体周围骨长入有一定的促进作用.
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植入体内多孔涂层假体界面研究
目的研究翻修取出的假体柄多孔涂层内骨长入情况,评定X线平片判断假体稳定的应用价值.方法假体编号后经丙酮脱水固定,低温塑料包埋,切割出3 mm厚片及100 μm以下薄片.厚片用软X射线高清晰度胶片显微拍照,薄片甲苯胺蓝染色后光镜下观察.结果显微摄片显示:临床X线片认为骨长入稳定型假体有的部分涂层内无骨长入,有的则是纤维稳定型.光镜发现骨未长入部位有纤维组织间隔,骨长入比例大小在各个假体不尽相同.有的假体涂层表面见到脱落的涂层颗粒及吞噬磨屑的巨噬细胞.结论假体柄多孔涂层设计与骨长入数量紧密相关;X线平片判断假体稳定的价值是有限的.
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多孔钽的理化/生物特性及其骨整合能力研究进展
近年来,以钛合金为主的骨骼材料得到了广泛的应用.临床研究中,植入体的腐蚀磨损和骨整合能力不足是造成其无菌性松动的主要原因,终可导致手术失败.因此制备综合性能优越的植入体材料是骨组织工程研究的热点.多孔钽拥有良好的理化性质,耐腐蚀和抗磨损性能出色,其良好的生物相容性和多孔结构可以促进新骨的长入和成骨细胞的增殖,从而提高骨整合能力.并且表面改性技术的发展赋予了多孔钽更加优良的性能和功能,扩展了其临床应用.本文将针对多孔钽的理化/生物特性及其骨整合能力的研究进展进行综述.
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多孔钽及在人工关节中的应用
生物固定已成为人工关节植入后固定的重要方式,其临床效果也在人工髋关节、膝关节置换的患者得到证明.所谓的生物固定,通常均是经对假体表面的粗糙甚或多孔处理,造成有利于"骨长入"或"骨长上"的假体-宿主界面,通过骨与假体的"绑定"达到植入物远期稳定的目的[1].尽管生物固定型假体的表面处理涉及多种技术,如金属微珠的烧结、金属细丝的编织、金属钛的喷涂等,但这类技术均有一定的缺陷.其中突出的一点是:表面形成的空隙率不高,通常仅为30%～50%.这成为影响"骨长入"或"骨长上",终实现假体固定的重要因素.
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全髋关节置换术中两种不同髋臼锉磨方式的疗效评价
[目的]评价人工全髋关节置换术中两种不同髋臼锉磨深度的疗效.[方法]对2015年3月至2016年2月在本院行人工全髋关节置换术的119例股骨颈骨折患者的临床及影像学资料进行回顾性分析,按随机数字表分为A、B组.A组患者锉磨髋臼时中央部分锉磨达到卵圆窝骨质,髋臼周边部分(前、后、上、下)达到软骨下骨或松质骨;B组患者锉磨髋臼时髋臼前、后壁露出软骨下骨,保留部分软骨下骨.比较2组患者手术时间、术中出血量、术中安装髋臼假体时是否容易达到稳定、术后3个月、2年髋关节Harris评分.[结果]与B组相比,A组患者平均手术时间长、出血量大,术中相对不易达到满意的初始稳定性(P<0.05);术后30 d,A组手术患者髋关节Harris评分(86.9±5.4)明显低于B组[(89.1±5.5),P<0.05].术后2年,两组患者髋关节Harris评分没有统计学差别(P>0.05).[结论]全髋关节置换术中锉磨髋臼仅达髋臼前后壁软骨下骨的方法比锉磨达到髋臼内壁的方法操作时间更短,术中髋臼假体更容易达到初始稳定性,术后短期可以获得较好的髋关节功能.
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多孔钽的生物学特性与关节重建
髋、膝关节置换重建中应用传统的多孔材料涂层关节假体已取得了较好的临床效果。这些多孔移植材料在关节重建术中被用来实现非骨水泥的生物固定。如钴铬合金和钛等离子涂层的应用代表着大多数常规应用多孔涂层材料来实现骨长入。尽管这些常规多孔涂层材料已经显示具有较好的临床效果，但是它们具有一些与生俱来的弊端，例如与骨相关的低孔隙率（30%～50%）、低摩擦特性和和较高的弹性模量。
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CSA/α-TCP骨水泥修复根尖周骨缺损的初步临床研究
CSA/a-TCP是新型骨缺损修复材料,是以无水硫酸钙作为a-TCP基骨水泥的添加组分.无水硫酸钙具有转化为二水硫酸钙的趋势[1],在体液中的二水硫酸钙逐渐降解形成孔隙,有利于新骨长入,从而加速磷酸钙骨水泥的降解[2].本研究旨在将其应用于临床根尖周病伴明显骨缺损的治疗,评价其临床疗效.
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多孔涂层假体的标本制作及骨长入观察
目的掌握多孔涂层假体标本制作方法,开展对植入体内多孔涂层假体涂层界面内(porous-coated prosthesis interface)骨长入观察.方法收集植入体内多孔涂层假体因其它原因而被翻修者10例.用纯丙酮液浸泡,间隔更换丙酮液,约2周使标本骨组织完全脱水干燥.以国产钻石刀粗切后低温塑料包埋,再用进口钻石切片机切片,甲苯胺蓝染色后光镜观察,表面喷金后电镜观察.结果利用国产钻石切割刀先进行标本的粗制作,再用进口切片机切片克服了由于国内设备条件限制尚难以开展对植入体内多孔涂层假体表面骨长入研究的困境.对固定牢固的翻修假体观察到骨长入程度不尽相同,股骨柄侧多于髋臼侧,微孔涂层界面多于珍珠涂层界面.结论运用标本制作方法能够满足对植入体内多孔涂层假体骨长入观察;骨长入证实及患者的良好临床效果说明在国人中应用多孔涂层假体通过骨长入从而固定假体的可靠性,为今后深入的研究建立了方法学.
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国产多孔钽棒治疗早期股骨头缺血性坏死的临床疗效
目的 探讨国产多孔钽棒治疗早期股骨头缺血性坏死(ANFH)的临床疗效.方法 采用前瞻性研究分析2014年7月-2015年12月应用国产多孔钽棒治疗的早期股骨头缺血性坏死患者18例(19髋),其中男14例,女4例;年龄30~62岁,平均44.2岁.根据改良Ficat分期:Ⅱa期4例,Ⅱb期14例.疗效评估包括术前及术后3,6,12个月患髋的Harris评分、Womac评分、股骨头生存率、影像学变化、术后并发症、骨与钽棒界面情况. 结果 患者均获随访8~24个月,平均16个月.末次随访未发现局部感染、切口不愈合、排异反应、钽棒断裂、松动或移位等不良事件.术后3,6,12个月Harris评分[(82.7±9.0)分、(84.5±10.8)分、(87.2±10.0)分]较术前[(75.5±11.9)分]均明显升高 (P<0.05),末次随访髋关节Harris评分:优10髋,良3髋,可5髋,差1髋,优良率68%.术后3,6,12个月Womac评分[(17.4±9.4)分、(12.4±7.3) 分、(11.1±8.4) 分]较术前[(28.3±13.1) 分]均明显下降(P<0.05).影像学结果显示,17例(18髋)股骨头坏死无明显加重,股骨头生存率为95%(18/19).其中1例因疼痛加重、股骨头塌陷,终行人工关节置换.置换术后患髋股骨头大体标本可见钽棒与周围骨组织紧密结合,硬组织切片显示新生骨组织已长入材料的孔隙. 结论 国产多孔钽棒治疗早期股骨头缺血性坏死,能促进骨长入,有效缓解疼痛,防止股骨头塌陷,延缓人工髋关节置换时间,改善髋关节功能.
