磷酸钙骨水泥（精选6篇）
磷酸钙骨水泥 篇1
摘要：药物载入磷酸钙骨水泥 (CPC) 可能会导致CPC凝结时间、力学性能等发生变化。难溶于水的药物与CPC接触形成的固-固界面相互间作用较弱, 在载入量不太高时对CPC凝结时间、力学性能影响较小。而易溶于水的药物则可能导致CPC界面性质、酸碱性、转化过程等发生变化, 从而对CPC凝结时间、力学性能等产生影响。CPC凝结时间和力学性能分别是衡量手术可操作性的重要指标和决定CPC应用范围的重要参数, 就药物载入后对CPC凝结时间、力学性能的影响进行了综述。
关键词：磷酸钙骨水泥,凝结时间,力学性能,药物,影响
0 前言
磷酸钙骨水泥 (CPC) 是将1种或几种磷酸钙粉末与水或磷酸盐缓冲液 (PBS) 或血清等液相均匀混合, 导致磷酸钙盐溶解沉积形成更难溶的磷酸钙盐。在溶解沉积过程中, 磷酸钙盐晶体生长转化为与骨无机成分类似的羟基磷灰石, 并相互缠结使磷酸钙骨水泥具有一定的力学强度。因此, 磷酸钙骨水泥具有优良的生物相容性, 可在生理条件下自固化和易塑型, 且具有自降解性、无需二次手术取出等优点, 被作为无机骨填充材料广泛研究[1]。
临床骨缺损在填充的同时往往需给予药物以治疗骨科疾病或加入抗生素以预防感染的发生。临床常通过口服或注射等给药方式经血液循环将药物传送至全身各部位, 但因受损部位血管受到严重损坏使药物不易通过血液循环到达受损部位, 难以达到预防感染或治疗骨科疾病所需的有效浓度, 加大给药剂量又易给其它部位造成毒副作用。局部给药则不仅可实现在受损部提供较高药物浓度以达到预防感染或治疗骨科疾病的目的, 而且可减小药物用量, 减轻其对机体其它部位的副作用[2]。
因此, 许多研究者常将骨填充材料作为药物载体。不同于磷酸钙陶瓷, CPC的制备过程避免了高温烧结, 在固化期间不会放热, 故药物可通过其粉相或液相中任一相载入CPC中, 使药物均匀分布于整个CPC中, 适合作为多种药物或生物活性物质的载体材料[3]。
药物的加入将对CPC凝结时间、力学性能、水化过程和微观结构等产生影响。而凝结时间和力学性能分别是衡量手术可操作性的重要指标和决定CPC应用范围的重要参数, 是CPC重要的理化性能, 对临床应用具有重要意义[4]。本文就各种药物加入后对CPC凝结时间、力学性能的影响作一综述。
1 药物对CPC凝结时间的影响
CPC的凝结时间一般包括初凝时间和终凝时间。初凝时间是指CPC浆体可以变形但固化浆体结构不被破坏的时间;终凝时间是指CPC已固化不再发生变形的时间[5], 它们代表CPC承受施加在其表面一定强度的时间, 是CPC重要的基本性能, 也是衡量手术可操作性的重要指标, 对临床应用具有重要意义。各种药物因其自身理化性质不同, 加入CPC后将对CPC凝结时间产生不同程度的影响。药物若是可溶性药物, 在CPC粉液相混合过程中可能会导致界面性质、酸碱性等发生变化而对凝结时间产生影响;而难溶于水的药物则不易产生这些效应。故将药物对CPC凝结时间的影响分为难溶性药物和可溶性药物两大类分别讨论。
1.1 难溶性药物对CPC凝结时间的影响
对于难溶于水的药物, 陈华江等[6]研究发现将羟基喜树碱、三氧化二砷、甲氨蝶呤这些难溶于水的药物载入CPC, 当载入量为5%时均未对CPC凝结时间产生明显影响;当载入量为8%时也仅有载羟基喜树碱的CPC凝结时间有了较明显的延长。这是因为常温下固-固界面作用非常弱, 一般不会发生强烈的吸附作用或化学反应, 因此当药物含量不太高时对CPC凝结时间的影响较小。Hofmann等[7]研究发现在CPC中加入2%难溶于水的环丙沙星也未对凝结时间产生明显影响, 他们将此归因于药物与CPC间没有发生相互作用。
1.2 可溶性药物对CPC凝结时间的影响
对于易溶于水的药物, 依据药物载入CPC后导致其凝结时间发生变化的不同作用机制分别进行讨论。而CPC类型不同时, 即使是同一药物也可能产生不同影响, 在此以CPC固相的主要成分为依据进行分类:以α-磷酸三钙为主要成分的CPC称为A型CPC, 以磷酸氢钙及磷酸三钙为主要成分的CPC称为B型CPC, 以无水磷酸氢钙和磷酸四钙为主要成分的CPC称为C型CPC, 以磷酸二氢钙和磷酸三钙为主要成分的CPC称为D型CPC。
(1) 导致CPC颗粒界面作用力变化。
郜成莹等[8,9]研究发现在B型CPC中载入质量分数小于1%的庆大霉素会使CPC凝结时间延长, 并将此归结为庆大霉素分子中含有羟基, 增强了CPC颗粒的亲水性, 吸附层在CPC颗粒周围形成的溶剂化膜能阻碍CPC颗粒的团聚, 因而在一定程度上延长了CPC的凝结时间。而当庆大霉素载入量增多时, CPC颗粒外包裹的庆大霉素药物层增厚, 使颗粒间相互吸引的范德华力大于颗粒之间的静电排斥力, 导致 CPC颗粒团聚, 浆体的分散性变差, 流动性降低, 粘度上升, 结果导致凝结时间缩短。黄粤等[10]研究发现CPC凝结时间随妥布霉素载入量的增加而延长, 认为这是由于妥布霉素所含大量极性基团 (如-OH、-NH2) 在固-液表面产生正吸附, 界面上的药物浓度增加, 表面自由能降低, 增加了体系的热力学稳定性, 使整个体系向分散稳定方向进行, 因此材料的凝结时间随药物含量的增加而延长。
(2) 导致CPC的pH值改变。
苗军等[11]研究发现在B型CPC中载入酸性药物去甲万古霉素会导致凝结时间缩短, 并且CPC凝结时间随去甲万古霉素添加量的增加而缩短。这是因为酸性去甲万古霉素使固化体pH值减小, 导致初期沉积加速。苗军等[12]研究发现随头孢他啶含量的增加, B型CPC的凝结时间缩短, 认为这也是因抗生素加入降低了CPC的pH值而导致初期沉积加速。而陈华江等[6]的研究却发现在 C型CPC中载入表柔比星使凝结时间延长, 并将此归因于表柔比星使CPC的pH值减小导致C型CPC中无水磷酸氢钙溶解度降低, 这与Bohner等[13]研究发现无水磷酸氢钙在pH值较小时较稳定是一致的。
(3) 导致部分反应活性中心被掩盖。
黄粤等[14]研究发现药物萘普生钠载入后使CPC凝结时间随药物含量的增加而延长, 认为该药物具有一定的极性, 其作用特别表现在浆体絮凝结构的改性上, 它能吸附在CPC粉末表面, 从而掩盖了水化反应的部分活性中心, 使材料的凝结时间随药物含量的增加而延长。Ratier等[15]研究发现四环素的加入也使CPC的凝结时间延长, 认为这是由于四环素对钙磷盐具有高的亲和性, 易吸附在钙磷盐表面而导致CPC凝结时间延长。Panzavolta等[16]研究发现在CPC中载入阿仑磷酸钠和帕米膦酸钠均使CPC凝结时间延长, 而且随浓度增高将进一步延长。浓度高至一定程度将使CPC无法凝结, 原因是这2种药物均与钙离子具有亲和力, 而阿仑磷酸钠比帕米膦酸钠对钙离子的亲和力更高, 故阿仑磷酸钠加入使凝结时间延长更明显。
(4) 抑制产物形成。
Tamimi等[17]研究发现强力霉素载入B型CPC会延长其凝结时间, 并将此归因于药物载入抑制了产物的沉积结晶。
(5) 特殊离子的作用。
Bohner等[18]研究发现载入庆大霉素导致D型磷酸钙骨水泥凝结时间延长, 并将其归因于药物中含有硫酸根。
当然也存在例外, 如张进军等[19]研究发现易溶于水的头孢哌酮钠载入量达到7.4%时其凝结时间才与空白对照产生显著性差异。Takechi等[20]研究发现在CPC中载入氟氧头孢钠达10%时, 其凝结时间也未与空白样产生显著性差异。Young 等[21]研究发现冼必太载入量达9%也没有明显影响磷酸钙骨水泥的凝结;而添加量达12%才导致凝结加速。
2 药物对CPC力学性能的影响
CPC是用于硬组织修复与替代的材料, 要求必须具备相应的力学性能, 因此力学性能是CPC的主要性能之一, 对临床应用具有重要意义。目前研究较多的是抗压强度, 有些文献研究的则是拉伸强度或硬度, 尽管它们是不同的力学性能指标, 但都表征了CPC固化后的力学性能, 在此一并讨论。而不同的药物可能因理化性质不同在载入后会对CPC力学性能产生不同影响。依据溶解度不同分别讨论了药物对CPC力学性能的影响。
2.1 难溶性药物对CPC力学性能的影响
对于难溶于水的药物, 陈华江等[6]研究发现羟基喜树碱、三氧化二砷、甲氨蝶呤这些难溶于水的药物, 当载入量较低时对抗压强度没有明显影响, 而当载入量较高时导致抗压强度明显下降, 认为抗压强度下降可能与材料孔隙率增加有关。
2.2 可溶性药物对CPC力学性能的影响
依据药物载入CPC后导致强度发生变化的作用机制不同分别进行讨论。
(1) 导致CPC颗粒界面作用力变化。
郜成莹等[8,9]研究发现在CPC中载入庆大霉素, 在颗粒表面形成一层溶剂化层, 使分散性得以改善, 有利于气泡的排出, 使CPC更均匀而致密;但当载入的庆大霉素浓度超过1%时, 随浓度增高颗粒周围药物层增厚, 阻碍了水化反应的进行, 使粘度增高、流动性降低, 不利于气泡的排出, 容易使骨水泥水化后形成大孔隙, 生成的细小针状羟基磷灰石不能充分地填充大孔, 使骨水泥结构变得较疏松, 抗压强度降低。黄粤等[10]研究发现妥布霉素载入CPC后, 使CPC强度降低, 并将其归因于妥布霉素含有大量极性基团 (如-OH、-NH2) , 会在固-液表面产生正吸附, 界面上的药物浓度增加, 表面自由能降低, 因而增加了体系的热力学稳定性, 使整个体系向分散稳定方向进行。当骨水泥颗粒的吸附活性中心全部被占满时, 吸附量达到饱和值, 就形成较完整的凝胶化单分子膜, 从而在一段时间内阻碍或破坏水泥粒子的凝聚作用并导致抗压强度降低, 而且妥布霉素含量越高则抗压强度越低。
(2) 导致CPC间接触点减小。
Otsuka等[22]研究发现消炎痛载入磷酸钙骨水泥后导致CPC 抗碎强度减小, 这是由于药物吸附在界面导致CPC间接触点减小。
(3) 导致固液比变化, 从而导致产物孔隙率和孔径发生变化。
Takechi等[20]研究发现在CPC中载入氟氧头孢钠会导致孔隙率和孔径增大, 从而导致CPC拉伸强度降低;固液比没有改变, 但药物算作固相的一部分, 而药物易溶于水, 实质是导致固液比减小, 从而导致产物孔隙率和孔径增大。
(4) 水化产物微观结构的变化。
Bohner等[18]研究发现, 庆大霉素载入D型CPC中会导致拉伸强度增高, 作者将此归因于硫酸根的出现导致形成粒径较小、较薄、较均匀的磷酸氢钙。Ginebra等[23]研究发现4-HMA (4-氨基水杨酸的衍生物) 载入CPC中使得CPC的抗压强度增高, 认为原因之一是形成的晶体较细小使孔隙率减小。任鹏宇等[24]研究发现丹红注射液与CPC复合后导致抗压强度降低, 认为可能是药物影响了CPC固化过程中的水化结合能力, 同时随着CPC载药剂量的增加, 孔隙率增大, 抗压强度也相应降低。宋志国等[25]研究发现盐酸四环素加入A型CPC水化生成的羟基磷灰石晶体以条状和板状为主, 晶体间形成相互交织, 构成了晶体的网络结构, 抗压强度能够相互增长;而未加药的CPC中晶体为细小的针状晶, 晶体间为晶簇搭接, 导致抗压强度相对较低。孙明林等[26]研究发现将骨形态蛋白加入CPC后其抗压强度下降, 并将此归结为添加药物后导致CPC孔隙率增大。
(5) 抑制骨水泥转化。
Takechi等[20]研究发现在CPC中载入氟氧头孢钠后导致CPC拉伸强度降低, 除上面提及的孔隙率和孔径增大外, 抑制磷酸钙骨水泥向HA的转化是导致强度减小的另一个因素。Ratier等[27]研究发现盐酸四环素大于1%会引起CPC抗压强度下降, 并将此现象归结为四环素对骨水泥具有强的亲和力, 易吸附在反应颗粒表面而阻碍水化反应的进行, 从而导致随四环素含量的增加形成的羟基磷灰石晶粒减少, 当加入药物量达5%时, 没有观察到羟基磷灰石晶体形成。Otsuka等[28]研究发现含有1%牛胰岛素和0.5%牛血清的CPC其硬度与空白样相比均降低, 认为这是由于在CPC凝结期间药物影响了羟基磷灰石的生长。
(6) 药物中特殊离子导致新物相的出现。
Ratier等[27]研究发现盐酸四环素大于1%会引起CPC强度下降, 而处理后的盐酸四环素在7%的范围内不会引起CPC强度明显变化, 认为导致此现象的原因之一为当加入经过处理的四环素时没有Cl-的出现, 从而形成了更强的中间相磷酸八钙, 保持了足够的机械强度。而有Cl-出现则观察不到磷酸八钙的出现。
(7) 药物与CPC发生络合反应。
Ginebra等[22]研究发现4-HMA (4-氨基水杨酸的衍生物) 载入CPC中使得CPC的抗压强度增高, 认为原因之一是4-HMA中含有羰基, 而羟基能与磷酸钙发生化学键接, 从而导致抗压强度提高。
3 结语
上述作用机制有的情况下可能是某一机制单独作用, 而有的情况下则可能是2种或多种机制共同作用对CPC性能产生影响。因此, 要弄清药物对CPC性能的影响, 需要从多角度进行分析研究。
药物对骨水泥性能的影响与药物溶解性、酸碱性、对骨水泥颗粒的亲和性以及药物中出现的特殊离子或基团等有关, 它们通过改变水泥颗粒的界面性质、酸碱性、微观结构等对CPC性能产生影响, 同时同一种药物对不同类型的骨水泥性能也会产生不同的影响。在加载药物时, 可事先根据药物的性质初步判断对CPC性能是否产生影响及影响程度, 有助于从具有相似疗效的药物中选择出合适的药物载入CPC中;如果无法找到合适的替代药物, 则可以考虑选择适宜的骨水泥类型或改变骨水泥固液比等减缓药物对骨水泥凝结时间、力学性能的影响。因此, 更多更深入地研究药物对CPC性能的影响, 将为制备既具有骨填充作用又可实现局部药物释放的符合临床应用要求的CPC提供科学依据。
磷酸钙骨水泥 篇2
关键词：磷酸钙骨水泥,抗压强度,增强,机理
0 引言
磷酸钙骨水泥 (CPC) 是将一种或一种以上磷酸钙粉末与水或磷酸盐缓冲液 (PBS) 或血清等液相均匀混合, 导致磷酸钙盐溶解沉积形成更难溶的磷酸钙盐。在溶解沉积过程中, 磷酸钙盐晶体生长转化为与骨无机成分类似的羟基磷灰石或透钙磷灰石, 并相互缠结使磷酸钙骨水泥具有一定的力学强度。因此, CPC具有优良的生物相容性, 可在生理条件下自固化和易塑型, 且具有自降解性无需二次手术取出等优点, 被作为无机骨填充材料广泛研究[1]。
对于骨填充材料, 抗压强度是最重要的性质之一[2]。但CPC抗压强度较低, 仅能用于非负重骨区域, 严重制约了其应用[3]。因此为扩大CPC应用范围, 增强CPC抗压强度是目前国内外研究热点之一。国内外研究者通过多种方式提高CPC抗压强度, 主要包括: (1) 增强CPC颗粒间的键接; (2) 改变CPC产物晶体形貌或结晶度, 或促进晶体形成, 或形成强度更高的物相成分; (3) 改变CPC孔隙率、孔隙结构等; (4) 其它。
本文就导致CPC水化产物发生变化而导致抗压强度增加的各种方法及相关机理进行综述。
1 增强CPC内部颗粒键接
影响材料抗压强度的因素是多方面的, 材料抗压强度的本质是内部质点的结合力[4], 所以增强CPC内部颗粒键接是增强CPC的一种常用方法。在提高CPC抗压强度的研究中, 可加入具有能与钙离子发生键接的基团的有机化合物, 导致内部颗粒键接力增大而增强CPC[5,6,7,8,9,10,11,12]。也有研究者通过改善原材料物理性能和改变组分比例而导致键接增强, 使CPC抗压强度增大[13,14]。另外还有其它一些方式通过增强CPC颗粒间键接而提高CPC抗压强度。
1.1 添加有机物增强键接
采用在CPC中加入含有能与钙离子发生结合的基团的有机物, 增强内部颗粒键接而提高抗压强度, 这是大多数研究者采用的增强CPC的方式。如Wang等[5]研究发现, 在CPC中添加磷酸化壳聚糖, 因磷酸化壳聚糖中存在氨基、羟基等吸电子基团使磷酸根酸性进一步增强, 使得磷酸化壳聚糖与钙更易于键接。磷酸化壳聚糖上的磷酸根基团使形成的羟基磷灰石 (HA) 晶体通过聚合链相互连接, 从而提高CPC抗压强度。张亮等[6]在CPC中添加聚乳酸-羟基乙酸 (PLGA) , 发现PLGA的加入可提高CPC抗压强度, 认为乳酸基团与钙离子结合加速了CPC固化, 从而导致抗压强度提高。Qi等[7]将PLGA微球加入CPC中, 根据扫描电镜观察发现, PLGA微球与CPC之间紧密结合, 提高了CPC抗压强度。PLGA微球与CPC之间紧密结合的内在因素文献[7]中未提及, 推测可能也是同乳酸基团与钙离子的结合有关。Yokoyama等[8]以含有柠檬酸的溶液作液相, 研究发现柠檬酸与钙离子鏊合, 使得柠檬酸浓度为45%的CPC早期抗压强度显著高于20%的。但后期浸泡后, 柠檬酸浓度为45%的反而比20%的CPC抗压强度低, 这是由于柠檬酸钙的溶解所致, 表明含柠檬酸CPC的早期抗压强度较高是柠檬酸钙的形成导致的。Liu等[9]也有类似发现。Matsuya等[10]在CPC液相中加入浓度不超过30%的聚甲基乙烯马来酸酯, 与未添加的空白CPC相比, 其抗压强度提高, 研究结果发现聚甲基乙烯马来酸酯中的羧酸基团与钙离子发生键接是CPC抗压强度增加的主要原因。Santos等[11]研究发现在CPC中添加海藻酸钠和聚丙烯酸钠可提高CPC的抗压强度, 这是因为海藻酸钠和聚丙烯酸钠均为具有羧基的大分子, 能与钙离子结合形成不可溶的三维网络, 从而提高CPC的抗压强度。Chewa等[12]研究发现, 羟基多壁碳纳米管 (MWCNTs-OH) /CPC的抗压强度高于未羟基化的MWC-NTs/CPC的抗压强度, 这主要是因为在CPC基质和MWC-NTs-OH之间形成了强的界面键接, 便于荷载的传输, 可明显提高CPC的抗压强度。
综上所述, 在CPC中添加的有机物主要是一些含有磷酸根、羧酸基等酸性基团而呈酸性的物质。而磷酸钙骨水泥固相主要是一些含有钙离子的弱酸强碱盐。因此这些有机物能够与钙离子发生酸碱中和反应而发生键接, 从而增大CPC抗压强度。
1.2 改善原料物理性能和改变组分比例
通过改善CPC原材料物理性能和改变组分比例而增强CPC水化颗粒之间的键接, 也是提高CPC抗压强度的可行方法之一。如Wang等[13]研究发现因CPC的粉/液 (P/L) 比太高, 导致低键接是CPC抗压强度降低的原因之一, 只有P/L比适宜才利于获得较高抗压强度的CPC。Liu等[14]研究发现在一定范围内原材料磷酸四钙 (TeCP) 粒径减小, 提高了水化产物粒子间键接, 从而提高CPC抗压强度。因此, 通过改变CPC的P/L比, 或原材料粉末粒径大小等也能改变粒子间键接而提高CPC抗压强度。
1.3 其它增强键接的方式
此外, 也可通过一些特殊处理工艺或添加物增强CPC内部颗粒的键接从而提高抗压强度。如Grover等[15]研究发现通过冷冻方式减弱CPC早阶段水化产物的破坏, 增强CPC颗粒之间的键接, 从而提高CPC的抗压强度。Shen等[16]研究发现在CPC中加入HA晶须不超过5%时, 可显著提高CPC抗压强度, 并认为抗压强度的提高归因于晶须和基质间机械连接的提高。
2 改变产物数量、结晶度或晶体形貌等
迄今, 已有一些研究报道采用不同方法改变CPC水化产物的晶体形貌、晶粒大小、结晶度和数量等, 提高CPC抗压强度, 主要有掺入其它元素和采用一些特殊制备工艺。
2.1 掺入其它元素或非水泥组分
Juliena等[17]研究发现在CPC中添加掺杂F离子的无定形磷酸钙作原材料, F离子促进了更大更难溶晶体的生长而提高CPC抗压强度。王志强等[18]研究发现在CPC中添加硅灰石, 适量的针状硅灰石可以促进针状甚至是纤维状HA的生成, 在扩展裂纹尖端应力场中, 纤维状的HA会导致裂纹发生弯曲和偏转, 起到阻止裂纹发展的作用, 使得CPC抗压强度提高。Guo等[19]研究发现当n (Sr) / (n (Sr) +n (Ca) ) 为5%时提高了CPC抗压强度, 这是因为添加适量的Sr改善了晶体微观结构, 减少了晶体缺陷。Makoto等[20]研究发现随液相中柠檬酸浓度增大, CPC抗压强度增大, 水化产物晶体变细, 认为晶体变细是导致其抗压强度增大的主要原因之一。Yang等[21]研究发现掺入HA晶种的CPC抗压强度高于未添晶种的CPC, 添加HA晶种形成的片状或棒状产物说明了强度的增长。Schumacher等[22]则研究发现, 通过在CPC中添加碳酸锶引入锶离子, 若添加的碳酸锶作为CPC部分原料的替代物加入CPC原材料中, 则可形成晶须状物质对CPC起增强作用。而碳酸锶若是作为添加物加入CPC中, 则因形成棒状结构, 导致其抗压强度降低。
2.2 采用特殊工艺
除添加非水泥组分外, 还可采用特殊工艺改善CPC水化产物晶体形貌、晶粒大小和结晶度等提高CPC抗压强度。如叶建东等[23]研究发现对CPC进行等静压处理, 使水化之前CPC更加致密, 避免了CPC基体内有较大的孔隙存在, 同时微孔孔隙尺寸的减小使得孔隙内离子过饱和度增大, 这更利于成核析晶, 从而提高CPC抗压强度。Zhou等[24]研究发现原料用微波处理过的磷酸镁骨水泥 (MPC) 与原料未用微波处理的MPC相比抗压强度更高。研究者认为这是因为原料是用微波制得的MPC经过破碎后与水混合, 经历了人工过程重构网络结构, 减少了无定形相的形成, 是导致抗压强度提高的主要因素之一。邱添等[25]研究发现, 物理共混法所合成的MWCNTs/HA复合粉末能促进CPC中纳米级HA晶体的转化和生长, 使针状HA含量提高, 其抗压强度明显高于空白CPC抗压强度。
目前, 对于CPC水化产物晶粒大小对抗压强度的影响存在两种截然不同的观点, 有研究者[17]认为晶粒尺寸大有利于提高抗压强度, 也有研究者[25]认为晶粒尺寸小利于提高抗压强度。在关振铎等[4]的著作中认为, 对于多晶材料, 晶粒越细, 强度越高。由于晶界比晶粒内部弱, 所以多晶材料破裂多是沿晶界破裂, 细晶粒晶界比例大, 沿晶界破坏时, 裂纹的扩展要走迂回曲折的道路。晶粒越细, 此路径越长。多晶材料中初始裂纹尺寸与晶粒度相当, 晶粒越细, 初始裂纹越小, 这样就提高了临界应力。而Boskey[26]通过比较青年人的骨骼和老年人的骨骼, 发现粗细颗粒搭配适宜将有利于抗压强度的提高。可能因CPC既不是标准的多晶材料, 也和实际骨之间存在一些差异, 所以晶粒大小对抗压强度的影响并不完全相同。在哪些情况下, 晶粒大有利于抗压强度提高, 哪些情况下, 晶粒小有利于抗压强度提高, 还有待进一步深入研究。
3 改变孔隙率和孔隙结构等
杨彦克等[27]指出, 对于同种材料来说, 一般情况下, 孔隙率较小、孔径较小时, 材料强度较高, 这主要与应力集中有关。因此通过各种方式减小CPC孔隙率、改善孔隙结构来提高CPC强度, 也是研究者常用的方法。
3.1 添加具有表面活性的物质
通过添加一些表面活性物质可提高CPC抗压强度。如Konishi等[28]添加6-磷酸肌醇, Fernandez等[29]添加高效减水剂, Gbureck等[30]添加柠檬酸等具有表面活性的物质均可提高CPC抗压强度。当不添加这些表面活性物质时, 为满足CPC凝结固化正常操作所需的P/L比不得不低于CPC发生水化反应实际所需的P/L比, 从而导致CPC具有较高的孔隙率, 抗压强度较低。而上述表面活性物质的添加, 会使固体颗粒带上同种电荷, 增强颗粒间的排斥作用, 减小聚集的发生, 可实现在较高P/L比下仍能正常制备CPC, 最终获得孔隙率较低的CPC而提高其抗压强度。
3.2 添加可以填充孔隙的物质
赵澎等[31]研究发现纳米级的纤维避免了填充过程在CPC基体中引入新缺陷, 同时纤维贯穿于CPC晶体间, 一定程度上缩短了颗粒之间的间距, 使颗粒之间相互搭接而产生结晶并接, 结晶并接点的增多使颗粒间结合强度提高, 颗粒间结合得更加紧密, 孔隙率随之明显降低, 抗压强度急剧增大, 但应注意纤维添加量不应超过一定范围。张亮等[6]研究发现PLGA与CPC形成的复合材料中, CPC水化产物HA晶体的聚集形态也发生了相应改变, 使CPC水化颗粒堆垛更加紧密, 这是抗压强度增大的主要原因之一。Bigi等[32]研究发现在CPC液相中加入明胶, 改善了均匀性, 减小了孔隙率, 导致抗压强度提高。Huan等[33]研究发现原料为磷酸三钙 (β-TCP) 和一水二磷酸二氢钙 (MCPM) 的CPC, 添加硅酸三钙 (C3S) 可提高其抗压强度。这是因为添加C3S后, 导致CPC具有较低的凝结速率和较密实的微观结构。另外Si抑制了HA的晶粒生长, 沉积形成的缺钙磷灰石是纳米尺寸的, 形成更密实的结构。Engstrandn等[34]研究发现CPC水化后残留的少许过量β-TCP可提高CPC抗压强度, 这是因为β-TCP非常坚硬, 可作为增强填充剂而导致CPC抗压强度提高。Wu等[35]研究发现磷酸镁钙 (MCPC) 具有较高的抗压强度, 认为这是因为CPC水化形成具有微孔结构的相互连接的网络结构, MPC干凝胶则填充了CPC微孔, 使MCPC孔隙率降低。Yu等[36]研究发现通过两步反应, 二水磷酸氢钙逐步溶解进入已水化的CPC结构中, 使CPC结构更致密, 这是提高CPC抗压强度的主要原因之一。
3.3 改变原料特征
Han等[37]研究发现以甘油和聚乙二醇作CPC的液相, 减少无水液相的用量, 可使抗压强度提高, 这可能是因为块体更密实, 即孔隙率更低。Makoto等[20]研究发现在液相中添加聚乙烯醇和柠檬酸, 随聚乙烯醇和柠檬酸浓度增加CPC抗压强度增大, 这可能是因为聚乙烯醇或柠檬酸浓度增加导致CPC更密实。Engstrand等[34]研究发现MCPM和β-TCP的粒径分布明显影响了CPC的抗压强度, 原材料为小粒径MCPM的抗压强度大于大粒径MCPM的抗压强度, 这主要是归因于以小粒径MCPM为原材料的CPC水化后具有较低的孔隙率。Volkmer等[38]研究发现溶液燃烧合成法可制备出比传统固态反应法纯度更高的TCP, 由此TCP制备的CPC抗压强度有一定的提高。通过对溶液燃烧合成法合成的TCP进行球磨处理, 随球磨时间延长, TCP粒子尺寸越小, 以其作原料制备出的CPC孔隙率越低, 从而具有更高的抗压强度。但Hoshikawa等[39]研究发现太细的起始原料粒子, CPC低的堆积密度, 导致了弱的可加工性和低的抗压强度。Ginebra等[40]研究发现在CPC中, 小粒径原料粉水化形成小的沉积晶体利于形成更加密实的微结构, 但形成的粒子却不能很好地填充原料粒子本身所占据的空间;而较大粒径的原料粉, 虽水化后填充不密实, 但能很好地填充原料本身所占据的空间, 因此微观结构更均一, 导致抗压强度并不比小粒径原料CPC的低。从上述文献中可看出, CPC抗压强度与微观结构均一性有关, 而不仅是取决于原料颗粒粒径大小。
3.4 采用特别工艺
叶建东等[23]研究发现对CPC进行等静压处理, 使水化之前颗粒更加致密, 避免了CPC基体内有较大孔隙的存在, 从而提高抗压强度。Barralet等[41]研究发现对CPC加压, 可使CPC抗压强度增大。他们将这归因于加压减小了CPC孔隙率, 但要注意加压对CPC抗压强度的增长是有一定范围的, 压力太大反而导致抗压强度降低。Zhou等[24]研究发现微波制得的MPC前驱体与水混合人工加工, 有利于网络重组, 导致其孔隙率减小也是抗压强度提高的主要原因之一。
4 其它增强磷酸钙骨水泥的方式
Wang等[42]研究发现掺8%的碳酸锶, 形成了掺杂Sr的磷灰石, 从而导致CPC抗压强度提高。Pina等[43]以PEG (聚乙二醇) 和柠檬酸作液相, 含Mg的TCP的抗压强度比空白TCP略微高些。他们认为这是含镁的TCP对β-TCP有稳定作用而含有更多β-TCP的缘故。Nezafati等[44]研究发现低含量纤维提高CPC抗压强度的原因是纤维桥接裂缝, 抵制裂缝进一步增大和传递;基质的多重裂缝, 消耗了建立新表面的应用功;摩擦滑移阻止了裂缝的生长。Takahashi等[45]研究发现添加断裂强度较高的物质 (如多晶Al2O3、掺3%Y2O3的四方氧化锆 (3Y-TZP) 和无定形SiO2) 可提高CPC抗压强度, 这些物质对抗压强度具有不同的提高量, 主要是因分散粒子和水泥基质的亲和力的差异。
5 结语
通过增强CPC内部颗粒间键接, 改变CPC水化产物数量、结晶度或晶体形貌、CPC孔隙率和孔隙结构等均可提高CPC抗压强度。实现CPC上述改变可采用多种方式, 有时是通过一种方式对CPC抗压强度产生影响, 有时是通过两种或以上方式共同作用提高CPC抗压强度。当然, 有些因素对CPC抗压强度的影响还存在争议, 如CPC水化产物晶粒大小对CPC抗压强度的影响。对CPC抗压强度产生影响的主要因素和内在机理还有待进一步深入研究。
磷酸钙骨水泥 篇3
1 资料与方法
1.1 一般资料
2013年2月-2014年2月,本院30例胫骨慢性骨髓炎患者。其中,男性24例,女性6例;年龄10.4~47.3岁,平均(29.5±5.8)岁;病程3个月~5.5年,平均病程(9.5±2.0)个月;根据骨折部位划分,胫骨上1/3段5例、中段12例、下1/3段13例。X线检查显示均为胫骨骨折局部感染,创面面积5 cm×8cm~10 cm×17 cm,形成死骨或骨硬化,部分甚至出现空洞样骨缺损。创面细菌分离培养结果显示,18例金黄色葡萄球菌、6例阴沟杆菌、3例混合菌感染。
1.2 治疗方法
1.2.1 术前准备
术前进行创面细菌分离培养及药敏试验,敏感抗生素结果出来之前,根据经验应用抗生素,待敏感抗生素结果出来之后,应用敏感抗生素,做好营养支持等对症治疗。
1.2.2 手术方法
切开病灶外皮肤,取出存留的异物,彻底切除炎性窦道,清除死骨、炎性肉芽组织、瘢痕组织,充分暴露骨感染部位,骨皮质开窗后进入髓腔,切除死骨直至正常骨髓组织,钻通硬化封闭的骨髓腔,凿去硬化、无血供的骨质,直至骨面血供良好为止。病变组织送检,医用碘伏浸泡骨髓腔及伤口约5 min,双氧水、生理盐水冲洗伤口,使用髓腔冲洗器及庆大盐水(8万单位庆大霉素及500 ml生理盐水)彻底冲洗。清创完成后,无菌台上制备万古霉素骨水泥,40 g骨水泥粉加入4 g万古霉素,制成万古霉素骨水泥载药链珠,直径约5~10 mm,待其固化后,沿着骨窗均匀填充至髓内空腔。骨水泥填充后,根据切口大小、形态,设计、修剪负压封闭引流敷料,确保负压封闭引流敷料包裹所有引流管的端孔及侧孔。负压封闭引流敷料完全塞入清创后创面内,并与骨水泥填塞入口、窦口周围软组织紧密贴合,生物透性粘贴薄膜封闭整个创面。确保负压封闭引流正常,薄膜下没有液体积聚,术后1周拆除负压封闭引流敷料,若创面不新鲜、存在脓性渗出时,需重新清创、继续引流,直至创面肉芽组织新鲜,感染得到控制。根据病灶部位、软组织情况,选用腓肠神经营养血管皮瓣覆盖创面。
1.2.3 术后处理
根据窦道炎性渗出物细菌分离培养及药敏试验结果,应用敏感抗生素治疗。术后定期观察创面颜色、肉芽生长情况,以及炎性分泌物颜色与引流量,及时更换引流瓶,定期复查血常规、血沉及C反应蛋白等,平均随访12个月,一旦发生骨质缺损、骨不连等情况,进行自体骨植骨术的骨骼重建治疗。
1.3 观察指标
平均随访12个月,观察治疗的临床疗效,以及皮瓣修复及骨折愈合情况。临床疗效分为优:创面愈合良好,皮瓣成活,切口或皮瓣周围无渗出,局部无红肿热痛,窦道闭合,局部无压痛,X线检查显示无新病灶,无死骨残留,髓腔无变窄,血沉、C反应蛋白恢复正常;良:创面愈合较好,皮瓣成活,切口或皮瓣周围少许渗出,局部有压痛,但无红肿热痛,X线检查显示无新病灶,无死骨残留,髓腔无变窄,血沉、C反应蛋白恢复正常;差:创面愈合差,移植皮瓣部分发黑坏死,切口或皮瓣周围有脓性渗出,伴红肿热痛,窦道未闭合,X线检查显示病灶仍存在,有死骨形成,髓腔内有高密度影,血沉、C反应蛋白未恢复正常。优良率=(优+良)/总例数[4]。
2 结果
术后3个月随访,进行临床疗效评估,结果显示19例优、10例良、1例差,优良率为96.7%,1例由于骨缺损范围较大,伤口长时间渗液,皮瓣生长不佳,因此临床疗效较差,采取扩大范围清创,进行缩短复位植骨术治疗,最终治愈。平均随访12个月,皮瓣与周围皮肤色泽相似,皮瓣血运好,无肿胀,骨折均达到骨性愈合。
3 讨论
胫骨慢性骨髓炎的治疗以清除病灶、摘除死骨,清除增生瘢痕及坏死组织,待肉芽组织新鲜、感染控制后,再修复骨缺损,达到临床治愈为原则[5]。但是,胫骨慢性骨髓炎作为一种慢性迁延性疾病,治疗过程中会遇到抗生素冲洗引流容易造成引流不畅,并且无法完整清除致病菌及坏死物;单纯抗生素骨水泥植入无法保证病灶周围软组织套件,给软组织修复带来较大麻烦;开放性植骨多需要配合长期全身抗生素治疗,容易产生毒副作用,机体也会产生耐药性[6]。
封闭式负压引流是全方位、不留死腔的引流方式,通过持续负压引流,有效的清除渗出液及坏死组织,减少坏死组织及毒素的吸收,避免创面的二次打击,改善创面微循环,促进肉芽组织生长,加速腔隙闭合及创面愈合[7],另外,生物透性薄膜方便创面观察,有效避免交叉感染,这些不仅减少医护人员工作负担,还提高患者生活质量及术后恢复[8]。
万古霉素骨水泥中是从骨水泥载体中释放抗生素,局部可以达到长期、有效的杀菌作用,避免全身应用抗生素;骨水泥填充有效清除清创的空腔,恢复骨的内在力学结构,有效避免病理性骨折的发生;骨水泥能够刺激骨愈合、肉芽组织生长,为骨与软组织修复创造条件[9]。
胫骨慢性骨髓炎在软组织缺损、慢性炎症作用下,病灶局部血运较差,因而感染不易控制、骨折不易愈合。腓肠神经营养血管皮瓣具有4套供血系统,呈多源性、节段性分布,不存在与皮神经干全长完全一致的伴行血管,其节段动脉不仅供应皮神经,还分支至皮神经临近皮肤,并与临近皮肤血管网形成丰富的交通支,这种侧支吻合方式为神经营养血管皮瓣的成活,提供形态结构依据。腓肠神经营养血管皮瓣修复术不仅修复了皮肤软组织缺损创面,降低了感染几率,还提供丰富血运的软组织床,增加病灶局部血供及抗感染能力,为骨折愈合创造有利条件。
皮瓣设计要合理,确保腓肠神经位于皮瓣的轴心线,尽量包含营养皮神经及小隐静脉的营养血管。切取皮瓣时,应用锐性分离,避免钝性分离及电刀分离导致的血管损伤。皮瓣蒂部旋转角度应尽量小,长度应尽量短,皮瓣下注意止血,局部充分引流,避免皮瓣下血肿的发生。
彻底清创后,植入万古霉素骨水泥,局部达到高浓度杀菌作用,同时充分负压引流,及时清除坏死组织及脓性渗出,为创面肉芽组织生长提供有利条件,然后给予腓肠神经营养血管皮瓣修复术治疗。本研究临床疗效评估显示:其中,19例优、10例良、1例差,优良率为96.7%。平均随访12个月,皮瓣与周围皮肤色泽相似,皮瓣血运好,无肿胀,骨折均达到骨性愈合,结果表明腓肠神经营养血管皮瓣联合万古霉素硫酸钙骨水泥植入治疗胫骨慢性骨髓炎的疗效显著,尤其适用于伴软组织缺损的胫骨慢性骨髓炎,明显缩短治疗周期,减少全身抗生素应用量,这与上述文献报道结果一致。
参考文献
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磷酸钙骨水泥 篇4
1 资料和方法
1.1 临床资料
选择我科2013年1月-2014年6月有骨缺损存在的骨折患者48例, 其中男31例, 女17例, 年龄18~57岁, 平均年龄45岁。骨折类型包括桡骨远端骨折25例, 跟骨骨折23例, 随机分为磷酸钙组25例和硫酸钙组23例, 受伤至手术间隔时间为4~76h, 平均时间20h。两组患者在性别、年龄、骨折类型等方面无显著差异 (P<0.05) , 具有可比性。
1.2 手术方法
根据患者的骨折类型选择不同的手术和固定方式, 并在术前就预估骨缺损所需的填充材料用量, 准备好医用磷酸钙和硫酸钙材料。在手术过程中, 对开放复位的骨折, 直接进行填充, 而闭合复位则在外固定完成后再进行填充材料的注射, 两种材料均要尽量严密的填充。手术置入的合成材料在3~5ml左右, 不超过10ml。
1.3 疗效观察
记录两组患者的骨折愈合时间、替代物吸收时间及临床不良反应, 进行统计分析。
1.4 统计学方法
采用SPSS17.0统计软件进行分析, 应用fisher确切概率法检测, P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组各观察指标比较
术中两组使用磷酸钙或碳酸钙的量均为3~5ml, 无显著差异, 硫酸钙组在2个月内吸收80%, 3个月内完全吸收, 而磷酸钙组在4~6个月吸收率为70%, 10~12个月吸收90%, 硫酸钙组吸收速度明显快于磷酸钙组;两组均在1~2个月内出现骨痂。
2.2 两组不良事件发生情况比较
硫酸钙组有1例桡骨远端骨折术后2个月内出现下陷, 与调整外固定支架有关;磷酸钙组出现1例伤口渗出, 经换药处理未发生感染, 其余患者均恢复良好, 无不良反应发生。
3 讨论
骨的填充和移植是治疗骨折后骨缺损的重要手段, 由于自体骨的缺乏和异体骨、异种骨可能发生的过敏反应以及感染或继发性骨折的缺点, 人工替代骨材料的研究不断深入, 越来越多的人工材料应用于临床, 其中包括高分子材料、生物陶瓷以及含有BMP的具有骨诱导活性的材料。在骨缺损的骨替代治疗中, 其替代材料的选择主要考虑生物相容性、支撑强度、降解速度以及骨诱导活性等方面的因素。硫酸钙在上述各方面均优于磷酸钙[2]。
在缺损范围较大的骨折塌陷治疗中, 植骨的填充是最常用的方案, 在填充的过程中需要确保严密, 从而保证骨折的断端能够完全接合, 磷酸钙颗粒是常用的填充物, 但对于形态欠规整的缺损而言, 颗粒物对缺损部位常不能充分填充, 此时应用硫酸钙粉末就能够完全适应不规则的缺损区域, 凝固时间短, 承重快, 国外也有学者研究认为, 使用硫酸钙粉末进行填充对缩短手术时间, 减少感染的发生具有独特的优势[3]。硫酸钙在组织内的吸收要明显早于磷酸钙, 本文结果表明, 80%的硫酸钙材料在2个月内都能被吸收, 因此在外固定支架需要调整的患者中, 应尽量在2个月以内进行调整, 避免因为固定支架的调整而出现坍塌和移位。人工合成的硫酸钙和磷酸钙在生物相容性方面都具有良好的表现, 尚无文献报道发生生物排斥的案例, 本文中磷酸钙组出现1例磷酸钙伤口的渗出, 考虑与磷酸钙颗粒的流出对组织产生刺激作用, 导致炎症反应相关, 在进行积极的换药处理后愈合, 无严重不良事件的发生, 可见上述两者的安全性均较好。
另外, 是否具有骨诱导效应也是人工骨替代材料的重要素质之一。虽然没有明确的临床证据, 但国外学者在实验中发现硫酸钙对骨缺损部位多种新骨形成的生物因子具有促进作用, 包括BMP、IgG、PDGF和TGF-p, 可能具有一定的骨诱导作用, 能更好地促进骨折愈合[4]。
本文中两种人工合成材料在骨移植中均具有较好的填充效果, 两组均在1~2个月出现骨痂, 无明显差异。有研究认为, 骨填充材料的吸收、骨痂以及新骨的生成是同时发生的, 因此其稳定性可以得到保证[5]。
综上所述, 医用磷酸钙和硫酸钙在骨缺损治疗中都可以作为骨替代, 填充效果好, 配合辅助的内固定或外固定能够起到较好的固定作用, 使用安全, 副作用小, 两者都是对骨缺损进行骨替代的良好材料。
摘要：目的:探讨人工合成的医用硫酸钙和磷酸钙在骨缺损创伤中进行骨替代治疗的临床疗效。方法:选择我科2013年1月-2014年6月有骨缺损存在的骨折患者48例, 随机分为磷酸钙组25例和硫酸钙组23例, 进行手术固定治疗, 比较两组患者的骨折平均愈合时间、替代物吸收时间及不良反应。结果:术中两组使用磷酸钙或硫酸钙的量均为35ml, 硫酸钙组在2个月内吸收80%, 3个月内完全吸收, 而磷酸钙组在46个月吸收率为70%, 1012个月吸收90%, 硫酸钙组吸收速度明显快于磷酸钙组;两组均在12个月内出现骨痂;硫酸钙组出现1例桡骨远端骨折术后2个月内下陷, 与调整外固定支架有关;磷酸钙组出现1例伤口渗出, 经换药处理未发生感染, 其余患者均恢复良好, 无不良反应发生。结论:医用磷酸钙和硫酸钙在骨缺损治疗中都可以作为骨替代, 填充效果好, 配合辅助的内固定或外固定能够起到较好的固定作用, 使用安全, 副作用小, 两者都是对骨缺损进行骨替代的良好材料。
关键词：医用磷酸钙,医用硫酸钙,骨替代
参考文献
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磷酸钙骨水泥 篇5
多孔双相磷酸钙 (BCP) , 即羟基磷灰石/β- 磷酸三钙复合材料, 由于其具有优异的生物相容性、生物可降解性、骨传导性及骨诱导性, 一直是被人们视为是骨组织工程支架材料的良好选择, 并得到了广泛的研究。具有适当可降解性和骨诱导性的多孔BCP材料, 在植入人体后可以达到降解和成骨的动态平衡, 最终和组织融为一体[1]。因此, 可降解性和骨诱导性这两个条件就成了制备多孔BCP材料时最应关注的问题。
制备多孔BCP材料的方法大致分为两类, 一类是人工合成的方法, 先制备出HA/β-TCP粉末, 再以有机泡沫浸渍法、添加造孔剂法、发泡法等方法制备成多孔体[2]。但有时存在诸如成本高、步骤复杂、孔径不联通不均匀等问题, 制约了这一类方法的应用。还有一类是通过煅烧天然生物陶瓷, 保留其原有结构, 制得多孔BCP材料。杨耀武等[3] 将鸵鸟骨初步煅烧制得多孔HA, 进一步浸泡在焦磷酸钠溶液中浸泡再次煅烧至1100℃, 得到多孔BCP材料。本文采用高温煅烧牛骨法将牛骨煅烧至1300℃以上直接制得到多孔BCP材料, 国内外对于此类方法的研究及应用都很少, 因此对这种制备方法的研究具有一定的现实意义和学术价值。
2 机理
煅烧异种骨制备多孔双相磷酸钙的过程中最主要的机理是羟基磷灰石在大气环境下煅烧会逐步分解, 最终形成HA/β-TCP复合材料。首先, HA从800℃逐渐开始脱水转换成缺氧磷灰石OHA, 缺氧羟基磷灰石OHA从1200℃开始分解为磷酸三钙TCP和磷酸四钙TTCP, 在降温的过程中, 一部分的TCP和TTCP会会结合水蒸气还原为羟基磷灰石。
在煅烧过程中, 磷酸三钙TCP自己也在发生着晶型的变化。在高温条件下TCP会呈现 α-TCP的晶型, 而随着缓慢的冷却过程, α-TCP会转变为 β-TCP, 这便是我们调整冷却速度的另一依据。
3 实验
3.1 制备多孔BCP
取成年牛股骨切削成块后, 浸泡在60℃ Na OH中4h, 无水乙醇脱水2h, 90℃干燥1d, 以2℃ /min升至500℃, 待残余有机相燃尽后, 以10℃ /min升至T, 持续t后控制降温速率冷却至室温。所给出的实验路线是经过多次摸索后慎重得出的。T取1000℃、1250℃、1300℃、1350℃、1400℃, t取2h、4h、12h、24h。对不同煅烧条件得到的多孔BCP材料的性能进行表征。
3.2 材料性能表征
测量得到不同部位的线收缩率在25%~45%, 孔隙率为85%, 孔径大小为100μm~700μm。牛骨内孔隙结构具有方向性, 对材料截取不当使得块体材料的抗压强度测量结果分散于1MPa~15MPa, 以相似部位不同煅烧条件的试样进行比较发现在合理的煅烧条件之间材料的抗压强度变化不大。
XRD结果 ( 如图1 所示) 表明材料主要是由HA及 β-TCP组成, 查找两物相的合理K值, 由RIR法带入强峰面积计算得出HA/β-TCP的比。发现材料两相比即HA的分解程度是可受煅烧条件控制的, 但在1400℃煅烧12h及1300℃以上煅烧24h得到的材料分解过度, 不再具备基本的强度, 这也使得通过本方法制得BCP中β-TCP的比例受到了限制。SEM结果 (如图1所示) 表明, 不同煅烧条件下制备的多孔材料表面皆具有10μm左右的微孔, 这说明这种微孔是牛骨本身具备的。同时, 随着温度的升高, 材料发生了更大的线性收缩, 降低了裂纹的开裂程度, 材料的抗压强度得到了保障。另外, 取自某些特定区域的原材料得到的煅烧件表面存在着10μm~20μm的微小颗粒, 这是骨中某些区域富集其他离子的一种表现。
4 结论
(1) 控制煅烧的升温速率使残余有机物充分燃尽可以有效的避免灰化现象, 控制煅烧的降温过程可以降低多孔体的裂纹产生以及保证α-TCP向β-TCP转化过程的进行。随着在合理范围内持续煅烧温度的升高、煅烧时间的增加, 材料中HA/β-TCP的比例会降低, 材料的生物降解性得到加强。
(2) 以煅烧异种动物骨的方法制备的多孔BCP材料中晶体的排列保留了自然骨中羟基磷灰石纳米晶体与胶原纤维的排列方向, 这赋予了材料优异的生物力学性能, 是人工合成方法无法比拟的。保留了自然骨的大孔及微孔的独特结构不禁为了骨长入过程提供了可能, 还会富集体液中流通的促进成骨的因子、细胞从而加速了骨重塑过程, 同时 β-TCP的降解过程增加了材料表面CHA的沉积, CHA的存在会增强细胞的粘附、增殖、分化过程, 进一步加快了骨重塑过程。因此, 我们认为通过高温煅烧牛骨法制备出的多孔BCP材料具有优异的骨诱导性。
参考文献
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磷酸钙骨水泥 篇6
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2010年5月-2011年5月收治的28例肺癌骨转移患者, 均进行病理学诊断确诊为肺癌, 然后进行CT和X线片等诊断, 发现骨转移, 同时还出现局部的骨痛。还有一些患者出现身体的功能性障碍, 但是进行血常规和电解质以及心电图、肝肾等检查, 表现正常。其中男15例, 女13例, 年龄41~77岁, 平均 (55.5±5.5) 岁;疼痛分级:Ⅰ级10例、Ⅱ级14例、Ⅲ级4例;肿瘤分级:腺鳞癌8例;腺癌16例;鳞癌4例。将所有患者采用随机数字表法分为试验组和对照组各14例, 两组患者的性别和临床症状比较, 差异无统计学意义 (P>0.05) , 具有可比性。
1.2 方法
对照组:对患者采用唑来磷酸进行治疗, 将唑来磷酸4.0 mg加入到0.9%氯化钠注射液100 ml中静脉滴注, 15~30 min内滴注完成。试验组:在对照组的基础上, 对患者进行化疗治疗;化疗的方案:SCLC主要是采用EP (VP-16+DDP) 方案, NSCLC采用GP (GEM+DDP) 方案, TP (TAXAL+DDP) 或 (PEME+DDP) , 21 d为一个周期[2]。两组患者总共治疗3个周期。
1.3 疼痛的评价和分级
(1) 疼痛分级:0级:没有疼痛;Ⅰ级:患者出现轻度疼痛, 可以耐受, 能够正常生活, 对睡眠不会造成影响, 不需要使用药物对患者进行止痛;Ⅱ级:出现中度的疼痛, 患者难以忍受, 对睡眠造成一定的影响, 需要使用止痛药物进行镇痛;Ⅲ级:患者产生重度疼痛, 患者不能忍受, 同时还会出现被动体位, 出现出汗和休克等症状, 对睡眠造成严重的影响, 需要使用镇静剂或者止痛药物治疗[3]。 (2) 疗效评价:完全缓解 (CR) :所有病灶都完全消失, 并且持续4周以上;部分缓解 (PR) :患者的疼痛得到了明显减少, 对睡眠不会造成影响, 能够正常生活;轻度缓解 (MR) :患者的疼痛得到减轻, 但是疼痛得到减轻, 仍有明显地的疼痛, 对睡眠造成一定的影响;无效 (NC) :患者的临床症状没有得到改善[4]。总有效= (CR+PR) 。 (3) 不良反应:对治疗前、后患者的血常规、肝肾功能、心电图、电解质等进行检查, 并根据WHO标准[5]对毒性进行评价。
1.4 统计学处理
采用SPSS 16.0软件对所得数据进行统计分析, 计数资料以率 (%) 表示, 比较采用字2检验。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 止痛效果
试验组, 0级4例, Ⅰ级8例, Ⅱ级1例, Ⅲ级1例;对照组, 0级3例, Ⅰ级9例, Ⅱ级1例, Ⅲ级1例;两组患者的止痛效果比较, 差异无统计学意义 (P>0.05) 。
2.2 治疗效果
试验组, CR 8例, 占57.10%;PR 5例, 占35.71%;MR 0例;NC 1例, 占7.15%;治疗总有效率为92.86%。对照组:CR 3例, 占21.43%;PR 3例, 占21.43%;MR 4例, 占28.60%;NC 4例, 占28.60%;治疗总有效率为42.86%。两组患者的治疗总有效率比较, 试验组明显高于对照组, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。
2.3 不良反应
试验组患者出现消化道不良反应1例, 白细胞下降1例, 及肌肉痛1例, 无肝肾功能损坏。对照组患者出现肌肉痛1例, 发热1例, 无肝肾功能损坏及骨髓抑制情况。在患者治疗后, 症状消失, 对后续治疗没有产生影响。
3 讨论
近些年来, 肺癌患者逐渐增多, 一般出现在晚期, 产生非常剧烈的疼痛, 对患者的生活造成严重的影响, 使得其生活质量出现下降[6], 然而发生骨转移的情况非常多[7]。对于轻度的患者, 出现一些疼痛或者功能性的障碍, 但对于严重的患者来说, 则会引起产生病理性的骨折, 给患者的生存周期和生命造成严重的威胁, 造成其生活和生存质量下降。
肺癌目前位居原发性恶性肿瘤之首, 而骨又是肺癌转移的多发部位, 肺癌骨转移的发生率已高达70%左右。轻者引起疼痛或功能性障碍, 严重者甚至导致病理性骨折, 从而在一定程度上给患者的生存周期和生存质量均带来了严重的威胁, 并迅速成为导致肺癌患者死亡的重要因素。随着我国抗癌研究水平的不断提高, 全新医疗技术的日益丰富和改进, 其系统综合疗法也逐渐得到认识和推广。因此, 如何将系统综合疗法应用于肺癌骨转移已成为患者治愈的关键。肺癌的特殊性往往导致其确诊时已是中、晚期, 大都错过了手术的最佳时期, 而双膦酸盐与化疗药物联合治疗方案是目前肺癌骨转移患者的主要疗法。第三代化疗药物和铂类药物的化疗方案仍然是癌症治疗的基石, 吉西他滨与顺铂的GP化疗方案能够有效控制肺癌的原发灶和转移灶, 并能显著延长和提高患者的生存周期和生存质量。唑来膦酸是双膦酸类药物中作用最强的一种, 尤其是对骨有较强的亲和力。采用唑来磷酸联合化疗进行治疗, 能够有效地抑制骨细胞的活性, 降低其对骨造成的破坏, 进而减轻患者的骨痛[8]。同时唑来磷酸具有非常好的镇痛效果, 见效非常快, 作用时间非常长, 毒性小。试验组患者的骨转移疼痛有效率92.86%明显高于对照组的42.86%, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。采用唑来磷酸联合化疗治疗肺癌骨转移, 治疗效果好, 具有安全、有效等优点, 在临床上对肺癌骨转移的治疗具有非常重要的意义, 值得进行推广和使用。
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