骨支架材料

骨支架材料（精选7篇）

骨支架材料 篇1

摘要：目的:支架材料是骨组织工程研究的一个重点, 骨支架材料除要求有良好的生物相容性、生物降解性、骨传导性、诱导性等外, 还要有良好的力学性能。目前骨支架材料来源较广, 对不同材料力学性能的研究很有必要。方法:通过物理、化学处理获得松质骨支架和目前常用的高分子材料进行材料力学性能测试。结果:几种不同密度松质骨支架弹性模量高于多孔聚乙烯, 也高于复合材料, 密度同样是0.44 g/cm3, 松质骨支架是多孔聚乙烯支架的4倍;在3%大应变条件下人工复合材料没有发生材料屈服。结论:在小应变范围内四种材料都具有较好的弹性, 在大应变条件下人工复合材料优于中、低密度的生物衍生松质骨。支架材料的使用应注意不同材料的力学性能, 在临床中合理使用。

关键词：骨组织工程,支架材料,力学性能,弹性模量

支架材料是骨组织工程研究的一个重点。骨支架材料要求除良好的生物相容性、生物降解性、骨传导性、诱导性外, 还需良好的力学性能[1]。支架材料植入体内, 需要支架材料与相邻组织的力学性能相匹配[2], 因此对各种支架材料的力学性能需要应有足够的认识。尽管对松质骨力学性能的研究很多[3,4], 但很少有对不同支架材料的力学性能进行对比。本文对生物衍生松质骨、多孔聚乙烯、聚乳酸、聚羟基乙酸、磷酸三钙共聚物的力学性能作了对比研究。由于生物衍生骨已被广泛应用于骨缺损的临床治疗, 研究中选择了四种不同密度的生物衍生松质骨作为样本。

1 材料与方法

1.1 试样的制备

参照第四军医大学等生物衍生松质骨 (bio-derived cancellous bone, BDCB) 的制作过程[5]:选用新鲜成年牛股骨端部, 去除所附软组织、软骨组织及周边皮质骨量, 制成10 mm×5 mm×5 mm的松质骨长方体骨块, 长向沿承重方向。用50℃清水反复冲洗并清除骨髓 (可用超声波清洗) , 用蒸馏水浸洗12 h, 恒温 (37℃) 烘干箱烘干;将骨块放入1∶1氯仿/甲醇溶液中浸泡、脱脂12 h (室温) , 取出骨块用蒸馏水浸洗2 h后烘干;再放入37℃、30%的H2O2溶液中脱蛋白36 h, 用蒸馏水于室温下浸泡透析12 h;取出骨块干燥后将骨块再次放入1∶1氯仿/甲醇溶液中浸泡、脱脂12 h (室温) , 取出骨块用蒸馏水浸洗;然后用乙醇浸泡24 h, 取出用蒸馏水冲洗、浸泡24 h, 再烘干;60Co灭菌消毒, 封存保留、待用。松质骨支架如图1。选择四种表观密度0.25、0.44、0.56、0.69 g/cm3的BDCB作为样品。高分子材料-多孔聚乙烯 (porous polyethylene, PPE) , 聚乙烯经过发泡获得的多孔、连通的聚乙烯支架, 支架为10 mm×5 mm×5 mm的长方体, 表观密度为0.44 g/cm3。复合材料-聚乳酸、聚羟基乙酸、磷酸三钙共聚物支架, 支架为10 mm×10 mm×9 mm的长方体, 表观密度为0.28 g/cm3 (PLGA-TCP, 由清华大学一次成型中心提供见图1。

1.2 样品压缩性能的检测方法

将样品纵向立于材料万能实验机 (Instran) 的加载平台上与加载平台垂直, 上下面与加载平台平行。施加垂直压力, 横梁移动速度为1 mm/min, 应力-应变曲线直接给出。正常的生理应变范围为100~3 000με[6,7,8]。按正常生理应变范围分别计算弹性模量。

2 结果

三种支架材料的应力-应变曲线见图2a。表观密度为0.25、0.44 g/cm3的BDCB在3%的应变范围内出现屈服。以表观密度0.44 g/cm3 BDCB的应力-应变曲线为例, 随着应变增加, 在很小应变范围内应力近似线性增加, 接着非线性增加, 并形成第一个波峰;达到5 000με时应力达到极大值2.2 MPa, BDCB有部分骨小梁开始屈服, 应力又有所下降后继续增加, 形成持续时间更长的第二个波峰。应变在正常生理应变3 000με范围内应力-应变曲线见图2b, 三种材料支架的应力与应变关系从整体上看都近似线性关系。如果从小应力范围看 (0~0.1 MPa) , 应力-应变曲线见图2c, 在0~500με应变范围内应力与应变近似线性关系。

按不同应变范围分别给出弹性模量见表1。在三种支架材料中, 不同密度BDCB支架的弹性模量都高于PLGA-TCP和PPE支架, 密度同样是0.44 g/cm3, BDCB的弹性模量约是PPE支架的4倍;密度 (0.25~0.28 g/cm3) 相似, BDCB的弹性模量也远远高于PLGA-TCP。但超过骨正常生理应变范围后应变达到3%时, 中等、低密度的BDCB都已发生了材料屈服, 而人工复合材料没有发生。在应变范围内 (0~3 000με) , 同一个样品多次重复实验, 三种材料都具有较好的弹性, 实验结果重复性好。

f代表样品发生了屈服

3 结论

对比三种支架材料的力学性能, 天然衍生材料-生物衍生松质骨的弹性模量高于高分子材料-聚乙烯, 也高于复合材料-聚乳酸、聚羟基乙酸、磷酸三钙共聚物。在大应变条件下人工复合材料没有发生材料屈服, 这一点优于中、低密度的生物衍生松质骨。在支架的力学性能方面人工合成支架材料与天然材料存在差距, 还需改进。另外按不同应变范围检测支架材料的弹性模量, 这种更细致地研究材料力学性能方法可为支架材料植入体内与相邻组织的力学性能更好地匹配做准备, 临床上合理使用支架材料。

参考文献

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骨支架材料 篇2

1 仿生骨修复支架材料的作用及其现状

1.1 仿生骨修复支架材料的作用

人体在正常生活中会出现骨组织疾病和缺损的状况, 由于此种疾病会造成机体的结构和功能障碍, 对患者的正常生活造成影响。由于人体具有一定的自愈功能, 患者出现小面积的骨缺损可以通过适当的治疗而痊愈, 但严重性骨损伤便需要采用外来材料进行辅助治疗骨组织。仿生骨修复支架材料在损坏骨骼的修复工作中具有重要作用, 目前优异生物矿化材料需要采用有机分子调控无机分子, 国内外均出现了天然的生物体结构及组合材料, 传统的仿生学设计可以适当的采用材料组合的方法去模拟生物体系, 天然矿化组织均由生物大分子等物质组成, 其在生长过程中会出现一定的有序性[2]。

1.2 仿生骨修复支架材料的现状

随着我国医学技术的进步, 采用各种方式进行骨损伤治疗, 目前使用较为广泛的方法为自体骨移植、异体骨移植、人工合成骨移植。根据大量的治疗经验表明。目前临床上最具有效果的治疗方式属于自体骨移植, 其与人体的兼容性高, 出现排斥概率较低, 但自体骨移植技术进行取材时就难以获取丰富的材料, 并会在一定的程度上影响人体治愈后的活动, 后期的疼痛感也十分明显, 造成患者的痛苦, 因此, 随着医疗改革的脚步, 此种方式逐渐被淘汰。目前采用较为广泛的骨质材料一般为小牛骨、猪骨。其与人体的通行也十分的有利, 且疼痛感较低, 但购买的成本极高, 且进行加工处理的步骤也较为繁琐, 因此, 此种方式也无法大范围的应用。医学技术人员针对市场的需求及各种原因考虑, 正在积极的研究探讨一种在结构上高度模拟天然骨组织基质, 这种骨组织具有良好的生物兼容性与骨再生诱导能力, 以为仿生骨修复支架材料提供良好的治疗材料[3,4]。

2 仿生多级孔生物活性玻璃支架材料及其成骨诱导机制的研究

2.1 仿生多级孔生物活性玻璃支架材料的设计

由于毛海绵可以将物质形成孔隙结构, 并在特殊的环境下可以有利于生成羟基磷灰石的作用。笔者所在医院采用以聚丙三醇、聚乙二醇、聚丙三醇相互构成的共聚物和毛海绵作为模板, 制造出一种具有多级孔生物活性玻璃微管支架材料, 用于骨损伤的修复治疗工作。笔者所在医院采用扫描电镜对此材料进行观察, 分析其结构, 发现该支架材料呈现出多级孔。促使骨损伤修复需要考察材料的相容性、载药性、细胞增殖性。由于生物相容性可以从细胞的增值能力中得以体现, 笔者所在医院截取仿生多级孔生物活性玻璃支架材料的部分, 在其表层培养MC3T3-E1 细胞, 并对其增值能力进行检测, 判断其生物的相容性。笔者所在医院采用地塞米松 (DEX) 进行试验, 发现其具有良好的载药性, 通过仔细的分析与调查, 发现此材料的多孔结构是塑造给药环境的重要支柱[5,6]。

2.2 仿生多级孔生物活性玻璃支架材料成骨诱导机制

以上的试验证明了多级孔MBG微管支架材料具有良好的生物相容性、载药性、促再生性。此种材料的构成较为简单, 生产价格较为低廉, 可以在骨损伤修复应用中具有良好的应用前景, 其仿生多孔的特性可以持续给药, 促进骨组织的持续修复与治疗, 多孔支架材料与纳米纤维支架材料结合可以在骨修复的应用中提高治疗有效率, 促使成骨诱导机制的塑造。

在具体的实践过程中, 笔者发现选择使用这种材料进行治疗的前提是先确定生物玻璃及其复合材料的生物相容性, 大量实验表明, HAP材料对温度的要求并不严格, 通常实验过程中采用模拟体液的方式进行测验, 目前的技术无法保证仿生材料在高温的环境下不发生相变与脆裂[7]。因此, 工作人员需要模拟出自然界磷灰石的矿化机制, 在相对温和的环境下进行材料的培育, 由溶胶制成的HAP晶体具有力学性能差、热稳定性差等特点, 将具有其属性的玻璃生物材料置入人体中时, 材料表面会呈现出一层磷酸钙的薄膜, 具有这种薄膜的材料可以良好的与人体骨骼结合, 并促进骨骼的愈合与再生, 复合材料可以在一定的程度上提高生物玻璃与高分子复合材料的活性与细胞亲和性, 目前采用玻璃活性生物材料在临床医学上广泛应用于人工骨与人工牙的治疗中。大量的资料表明, 采用此种材料的骨修复速度在一定的程度上高于自体骨, 工作人员将药物投入多孔生物玻璃结构中, 并置入生物体的关键部位, 密切观察药物释放的时间与作用时间, 由于其用药特点, 此种材料还广泛应用于生物活性玻璃中的抗生素与抗骨肿瘤药物中, 生物活性材料不仅补填骨损伤的部位, 还通过缓慢的释放药效来降低损伤部位发炎的概率[8,9]。

3 PLLA纳米纤维支架材料及其成骨诱导机制的研究

随着我国分子化学与物理的进步, 人们开始重视对纳米纤维支架材料的研究, 根据材料结构决定其作用, 从化学的角度来讲, 可以通过改变其排列方式、纤维取向来调整干细胞的分化方向。笔者所在医院在此基础上采用静电纺丝技术对左旋聚乳酸 (PLLA) 进行处理, 将金属平板、滚筒作为接收装置, 以制造出无纺和平行排列的纳米纤维支架材料。调查研究表明, 纤维取向可以影响人体骨髓间充质干细胞 (BMSCs) 的形貌, 具体为: (1) 于无纺材料上培养的细胞呈现出无规则、多分枝的形貌; (2) 于平行材料上培养的细胞与纤维排列平行[10]。笔者所在医院根据以上资料开始培养细胞, 定时提取细胞RNA, 采取q RT-PCR进行检测, 结果表明, 无纺纳米纤维材RUNX2、BMP2、OPN、COL1A1、SPARC和BSP等成骨基因明显高于平行材料。

PLLA纳米材料具有模拟天然细胞外基质的结构, 工作人员采用多种方式对此种材料的表面结构进行研究, 发现PLLA纳米材料会根据不同温度的变化而改变自身形态, 其内部的高分子链发生相应的化学变化, 因此, 在具体应用此种材料的过程中, 工作人员需要先将此种材料进行处理, 改善其亲疏水性与细胞亲和性, 细胞的培育对温度及亲水性的要求较高, 因此, 工作人员采用此种材料进行临床治疗时需要对其细胞的相容性与亲水性进行检测与评估, 具体内容为采用三维PLLA纳米纤维支架进行性能改变, 将具有枪机型的-COOH基团与此种材料紧密结合, 增加细胞的增值速率及活性[10,11]。

医用材料对材料的化学性质、物理性质具有一定的要求, 由于PLLA材料本身具有的表面惰性、疏水性。造成其应用具有一定的局限性, 不利于广泛的推广, 医学专家通过不懈的研究, 发现采用低温大气等离子体技术可以调节无纺PLLA纳米纤维材料的化学性质, 提高成骨分化, 保持骨骼活性。笔者所在医院采用离子体对纳米纤维材料进行处理, 持续10~15 min, 检测其表面化学性质, 发现可以通过控制处理时间来提高纳米纤维材料表面的氨基基团、亲水性。q RT-PCR分析显示仪是一种专用的分析检测机器, 工作人员采用此种机器观测到5 min是材料各状态改良最为明显的时间节点。纳米纤维材料的BMP2、RUNX2、ALP、COL1A1、OPN、OCN的表明均有效提高。其中ALP活性检测达到最高值[12,13]。

因此, 笔者所在医院发现无纺纳米纤维调控的成骨分化与化学诱导成分诱导的成骨分化具有一定相似性。调查研究表明, 纳米拓扑结构的特殊性, 促使细胞内部发生力学传导效应, 从而激发成骨分化。通过一段处理技术可以有效的改良PLLA纳米纤维表面特性、生物相容性、成骨活性, 加强新型骨修复材料的研发与设计[14,15]。因此, 工作人员可以通过调控支架材料的拓扑结构来控制细胞的修复程度。采用无纺排列的纳米纤维在修复骨损伤的临床治疗上具有明显优势。

基于两种材料的特点与优势, 笔者所在医院将负载DEX的MBG材料和经等离子体处理5 min的PLLA纳米纤维材料复合处理, 将其应用于狗大腿骨损伤的缺损部位。检验其治疗骨损伤恢复的效果, 根据狗正常恢复的时间规律, 分别于4、12 周对狗治疗位置的骨组织进行取样检测, 结果表明, 狗骨组织恢复良好, 新生骨组织与周围正常骨组织良好的接合, 无不良反应。因此, 可以证明MBG微管材料和经等离子体处理后的PLLA纳米纤维材料的复合治疗可有效提高治疗有效率, 降低不良反应发生率。极具推广价值。

综上所述, 笔者所在医院根据获取的资料及自身多年的研究经验分别设计了仿生多级孔生物活性玻璃支架材料、PLLA纳米纤维支架材料为主的仿生骨修复支架材料, 采用等离子技术改良材料的活性, 采用检测机制评估其生物相容性和成骨诱导能力, 并根据其成骨诱导机制原理与优点将其投用于动物的体内进行骨缺损修复实验, 手术完成后, 评估修复效果。结果表明, 发现MBG材料和纳米纤维材料均可以通过各种技术处理, 提高其相容性、生物活性、成骨活性。从而有效地提高材料应用于人体治疗的骨损伤修复效果。

摘要：社会经济的发展带动着人们生活水平的提高, 人们对仿生骨修复支架材料的设计及其成骨诱导机制的了解度与安全性提出了一定要求, 仿生骨修复支架材料应用在西方国家骨损伤治疗工作中已经越来越普遍, 由于各种客观原因, 我国目前的仿生材料修复工作存在诸多问题, 不能有效的解决目前人体组织修复工作, 融合部分也相继出现不兼容性的状况。本文通过对仿生人工骨修复材料进行概述, 分析探讨了仿生多级孔生物活性玻璃支架材料、PLLA纳米纤维支架材料及其成骨诱导机制的研究, 希望对相关研究者有一定启发。

骨支架材料 篇3

1 材料和方法

1.1 实验设计

随机对照动物实验。时间及地点:实验于2010年11月在辽宁医学院动物实验中心和免疫组化中心完成。

1.2 材料

1.2.1 实验动物

2月龄日本大耳兔18只, 雄性, 体质量 (1.50±0.25) kg, 由辽宁医学院实验动物中心提供。随机分为2组 (n=9) :以组织工程化骨修复为实验组, 以自体骨修复为对照组。

1.2.2 主要试剂与设备

1.2.2.1 实验试剂与材料

钛板 (厚度0.3cm) (中国有色金属工业总公司山西分公司) , DMEM (Gibco公司) , 胎牛血清 (杭州四季青公司) , 胰蛋白酶 (Sigma公司) , 碱性磷酸酶检测试剂盒 (北京中杉公司) , 血清骨钙素试剂盒 (北京普尔伟业生物科技有限公司) 。

1.2.2.2 主要仪器

超静工作台 (苏州净化设备公司) , 细胞培养箱 (日本SANYO公司) , 骨密度测量仪 (美国Hologic QDR-2000) 。

1.2.3 实验方法

1.2.3.1 兔骨髓间质干细胞的分离与培养 经耳缘静脉缓慢静推3%戊巴比妥钠 (30mg/kg) 麻醉后, 兔俯卧固定于实验动物手术台上, 剪去髂后上嵴皮毛, 右手持l2号骨穿针沿髂后上嵴垂直进针, 抽取骨髓液2mL (全骨髓培养法) 。全骨髓培养法骨髓液立即置入预先含5mL DMEM 培养基的培养瓶中, 以2000 r/rain水平离心20 min, 用吸管小心吸取中间乳白色单个核细胞层至另一离心管, DMEM 培养基洗涤、角度离心两次 (2000g×5min) , 弃上清, 留细胞沉淀, 最后加入DMEM 培养基5mL, 吸管吹打细胞沉淀并混匀, 以2×10密度接种于细胞培养瓶中, 置37℃、5% CO2培养箱中培养。两组细胞均3～4 d后换液除去未贴壁悬浮细胞, 每3～4 d换液1次, 观察细胞生长状况 。

1.2.3.2 成骨细胞体外培养

1.2.3.3 用PRF膜作为内支架, 个性化钛板为外支架体内成骨的实验研究 个性化钛板制作:取兔离体下颌骨, 蜡片去除倒凹, 自凝塑料制取下颌骨个别托盘。用藻酸盐印模材取模, 灌注石膏, 制得石膏阳模。按石膏阳模邮寄加工厂制取模板, 边缘保留3 mm。预制钛板尺寸为5mm×5mm×5mm, 去除毛刺、打磨、消毒备用。

(1) 取3月龄大耳白兔9只, 雌雄不拘, 随机分成3组, 根据处死时间分为2周组、4周组、8周组; (2) 取大耳白兔, 分别称体重, 根据公斤体重静推3%戊巴比妥钠 (30mg/kg) 麻醉, 腹腔注射戊巴比妥钠后使动物静卧, 待动物角膜反射消失后仰卧位固定于动物手术台。碘伏常规消毒耳缘部皮肤, 无菌采血管采血5mL, 按压止血。用盛有水的相同试管迅速配平后, 经2500r/min离心10min, 静置备用; (3) 将动物固定后, 剪除下颌骨上的毛, 碘伏常规消毒皮肤, 盖无菌洞巾。切开皮肤, 肌肉及骨膜, 将骨膜向两侧剥离后, 显露下颌骨。经定位测量, 制作缺损。 (4) 将离心产物静置后弃上清, 取出中间的Choukroun's PRF, 用消毒眼科剪剪除其下部红细胞胶冻, 将所得PRF凝胶用无菌纱布挤压成膜状剪碎后与成骨细胞混合, 混合悬液均匀接种于无菌的个性化钛模板支架中, 37 ℃、体积分数为5%CO2培养箱孵育4h后准备移植体内。随机放置于一侧动物下颌骨。对侧骨缺损区放入收集到的骨碎片, 外加个性化钛板, 松解骨膜后牵拉缝合, 分层缝合肌肉及皮肤; (5) 每只兔肌肉注射青霉素约40万单位, 肌肉注射苏醒灵约1mL, 待动物苏醒后放回笼具中。

2 结果

实验动物数量分析 9只日本大耳兔均进入结果分析。

放射性检查结果 术后随着时间的增长, 实验组与对照组新骨的密度也在不断增高。术后4 周, 两组均有少量骨痂形成, 实验组成骨量略大于对照组;术后8周, 形成数量较多的骨痂, 并呈现融合趋势, 两组未见显著差异;术后12周, 形成大量的骨痂, 大面积骨痂连续致密, 两组未见显著差异。

新骨形成不同时期骨痂灰度值, 见表。

a:P<0.05。

由表可见, 术后4周时, 对照组骨痂灰度值低于实验组, 差异有显著性意义 (P < 0.05) , 其他时间点, 两组比较差异无显著性意义。

常规组织学检查

术后4周:实验组植入物表面有少量骨痂形成, 与骨端连接比较紧密, 未形成连续性骨桥。对照组植入物两端有中量新骨形成, 中间仍为填充骨屑, 周围形成连续性骨桥) 。术后8周:实验组有大量骨痂形成, 植入物完全骨化, 缺损区被新骨代替。对照组有大量骨痂形成, 与骨端连接紧密, 大部分形成连续性骨桥, 骨屑被新骨替代。术后12周:实验组缺损区与骨端皮质连续, 塑型可。对照组骨屑骨化程度良好, 缺损区被新骨代替, 塑形可。

3 讨论

随着材料科学和生命科学的发展, 组织工程为解决组织缺失或功能衰竭找到了一种新方法, 而组织工程有3个重要组成部分:种子细胞、生长因子和细胞外基质支架材料[1]。骨组织工程学的基本思路是:将特异性成骨细胞种植于具有一定生物特性的并在人体内可逐渐降解吸收的支架材料上, 经三维立体培养, 形成细胞生物材料复合物移入机体特定的部位, 在支架材料逐步被人体降解吸收的同时, 细胞不断增殖并分泌基质, 最终形成新的具有与原功能和形态一致的骨组织。

骨组织工程在解决临床骨缺损这一棘手问题上具有很多优势, 近年来引起众多关注。支架材料是骨组织工程的重要组成部分, 是骨组织工程研究的关键问题之一。

富血小板纤维蛋白 (platelet-rich fibrin, PRF) 是新近提出的区别于传统PRP技术的富含血小板生物材料, 为自体全血离心的产物, 可被认为是一种自体移植物[2]。全血经低速离心的过程中, 促发凝血, 血液中的纤维蛋白原缓慢聚合成为纤维蛋白。PRF消除了PRP中使用牛凝血酶所带来的潜在危险, 制备过程简单, 无需添加抗凝剂无需对血液进行任何生物化学上的处理, 血纤维蛋白单体在制取过程中缓慢的聚合, 并导致血小板内的细胞活性物质和糖原合并链入纤维蛋白网, 使PRF能够在纤维蛋白基质重塑过程中渐进性的释放细胞活性物质, 这一结构特点解释了PRF所表现出的愈合特征[4]。

PRF的组织修复效果主要通过两方面实现, 即细胞因子的调节作用及纤维蛋白的支架作用。PRF中的细胞因子主要有转化生长因子B-l (TGFB-1) 、血小板源性生长因子 (PDGFs) 、胰岛素样生长因子 (IGFs) 等, 这些细胞因子有效募集了与组织修复相关的细胞, 调节并促进了组织修复过程。同时, PRF中的纤维蛋白为组织修复相关的细胞提供了增殖分化的场所, 在组织修复过程中发挥了重要的细胞支架作用。此外。PRF中滞纳了大量白细胞, 在降解过程中持续释放免疫调节相关的细胞因子, 减轻了局部不良的免疫反应, 增强了抗感染能力[3]。PRF可以应用于整形外科及口腔种植等多领域[4]。在口腔种植临床, PRF可独它及联合自体材料应用于拔牙位点保存、上颌窦提升、软组织修复及植骨术中, 均获得了良好疗效[5]。

组织工程支架种类教多, 按材料可分为天然生物支架材料、人工合成支架材料和复合型支架材料三大类。在组织工程中, 不同类型细胞对其支架材料的性能要求不同, 单一材料往往教难适应细胞培养的要求, 而复合型支架材料就是将两种或两种以上具有互补特性的支架材料按一定比例和方式组合, 选择适宜的制备工艺, 设计构造出具有更适合细胞生长的力学强度、生物降解性等特点的三维复合材料支架[6]。

总之, 组织工程化骨联合个性化钛模板在兔上颌骨牙槽嵴缺损的重建实验中取得满意的效果, 而且实验组新生骨的骨密度值可以承受种植体所传导的牙合力, 为临床种植患者重建牙槽骨高度、宽度及新型的骨源材料的应用提供理论依据及实验基础。

摘要：目的 通过观察和比较PRF用作内支架材料同种子细胞联合培养在口腔种植方面的应用, 并覆盖个性化钛模板作为外支架维持新骨所塑性的可能性。方法 体外培养兔骨髓间质干细胞, 进行成骨诱导, 同PRF混合后植入骨量不足处, 外加个性化钛板, 术后48, 1, 2周处死动物分别进行X射线、常规组织学检查, 观测组织工程化骨在体内成骨作用。缺损处收集骨屑加上个性化钛板为对照组。结果 术后第4周, 实验组与对照组新生骨灰度值差异有显著性意义 (P<0.05) 。术后第8, 12周其新骨灰度值差异无显著性意义 (P>0.05) , 术后4周与术后8周, 术后8周与术后12周新生骨灰度值存在显著性差异 (P<0.05) 。常规组织学染色显示, 在术后4周时, 实验组成骨作用优于对照组。当生长到第8周时, 两组成骨基本无显著差异。结论 说明此法构建的组织工程化骨在体内成骨效应显著, 个性化钛模板起到屏障塑形作用, 促进新骨按特定形状生成。

关键词：PRF,骨髓间质干细胞,个性化钛板

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骨支架材料 篇4

1 资料与方法

1.1 一般资料

分析笔者所在医院2011年3月-2013年4月采用多功能外固定架治疗胫骨骨折的患者80例, 其中男49例, 女31例;年龄20~55岁, 平均41.67岁。其中开放性骨折46例, 闭合性骨折34例。骨折类型:斜形骨折14例, 粉碎性骨折35例, 横断骨折23例, 螺旋骨折8例。其中左侧骨折52例, 右侧骨折28例。合并颅脑损伤9例, 合并同侧股骨干骨折7例, 合并胸腹损伤8例。

1.2 手术方法

首先对患者进行常规术前检查, 对患者骨折部位进行X线拍照, 通过参照X线照片以及在X线机下确定好合适的针孔位置。操作方法有以下四种:第一种, 根据C臀X线的相关指令, 徒手进行复位闭合穿针安装。第二种, 如果徒手进行复位闭合安装失败后, 就需在小切口直视下进行复位闭合安装。第三种, 对于受到感染以及内固定物暴露在外的患者, 要对伤口进行清洁杀菌, 并将内固定物取出清理后, 在进行复位安装。第四种, 对于开放性骨折的患者要将伤口扩大进行清理后, 再进行复位穿针安装, 如果开放性骨折伴有软组织受损的, 要进行局部皮瓣转移或者采用腓肠肌瓣进行覆盖, 避免骨质坏死, 之后继续进行二期植皮治疗。对于切开复位的具体操作方法有如下几种:对于开放性骨折患者要严格按照要求进行伤口清理, 患者应侧卧, 在小腿前外侧的位置进行切口, 切口长4~6 cm, 从胫骨前肌进入到骨折暴露的位置, 对骨膜尽量不要剥离, 复位后再运用骨爪保持复位;在检查支架各个部位的零件时, 提前选择好外固定支架并比照确定后进行复位穿针, 将支架放置在小腿的内侧部位, 按照比例进行切开、安装套筒等一系列动作, 用直径为6.5 mm的钻头进行打孔, 在进行攻丝、测深、旋入螺纹针等配套动作后再来安装支架, 之后将各种锁扣锁紧, 将骨爪取出, 连接好碎裂的骨块, 其中较大的骨块可以用螺钉来固定, 清洗好切口后进行切口缝合。待患者麻醉清醒后进行床上病患部位锻炼, 例如抬腿、伸展腿部或弯曲等锻炼方式。5~6个月之后X线检查骨折部位是否愈合, 愈合后将支架取出。合并同侧股骨干骨折患者可以用套锁髓内钉或者钢板来固定股骨;合并皮肤受损者可以采用皮瓣进行修复。

1.3 疗效评定标准

根据相关标准来确定, 优:骨折愈合情况较好的, 没有并发症的出现, 膝踝活动正常, 没有成角;良:骨折愈合时间较长, 膝踝活动正常, 成角小于5°, 没有并发症状;差:骨不连, 膝踝活动不正常, 成角在10°~20°, 有并发症状出现;失败:骨不连, 丧失了膝踝活动, 成角大于20°, 具有严重的并发症状。

2 结果

本组随访80例患者, 随访时间为6~14个月。大部分患者都在规定时间内伤口愈合, 有6例骨折愈合较慢的, 但也是在9个月之内愈合;3例因外力进行重新矫正。经过对笔者所在医院2011年3月-2013年4月采用多功能外固定架治疗胫骨骨折的80例患者进行分析研究, 本组72例为优, 8例为良, 都没有严重的并发症发生, 膝踝活动正常, 没有受到影响。本组80例都达到了骨折愈合效果, 骨折平均愈合时间为5个月, 其中有3例固定针松动, 经过调整外固定支架, 没有发现断针以及针道感染的情况。

3 讨论

3.1 安装多功能外固定支架时要注意的事项

首先, 多功能外固定支架的夹块必须要与骨干平行。在安装固定支架的具体操作时, 要时刻注意与骨干以及同侧两针保持在同一水平上, 避免产生的扭力和展力对支架的影响。还应注意外固定支架与骨干之间的距离问题。支架与骨干之间的距离应该在3 cm左右。其次, 固定针的选择以及穿针技术。固定针的形状最好要选择圆锥形螺纹针, 运用固定针较细的一头来钻针道, 必须经过骨头的最大直径, 插入时要避免偏心或斜行插入[9]。最后, 在固定点的选择和固定针的合理布局方面也要着重注意。选择骨折部中心距离进行固定比较合适。

3.2 熟悉多功能外固定支架的优缺点

多功能外固定支架的优点有以下几个方面:其一, 固定部位与骨折部位有一定的距离, 对修复软组织损伤方面有较好的效果, 在缝合的过程中皮肤张力较小, 可以有效地避免皮肤坏死以及感染等问题, 在治疗方面处理伤口比较便利[10]。其二, 多功能支架与组合式支架相比, 具有明显的优势。其三, 多功能支架价格比较适中, 使用方便, 效果比较显著。其四, 多功能外固定支架可以固定相邻两个以上的肢体损伤, 在使用支架后, 仍可以调整骨折对线、机械性能以及长度等。并且可以同时使用多个固定方法, 对相邻的关节影响较小[11]。多功能外固定支架具有许多的优点及好处, 但也存在着一定的缺点, 例如多功能外固定支架后影响穿衣服, 换向节极易松动, 夹块的松动容易造成固定针的移位, 从而导致骨折容易移位[12,13]。支架的安装会影响到生活中各方面的活动。

3.3 多功能外固定支架对胫骨骨折的运用

目前胫骨骨折是最常见的骨折, 对胫骨骨折进行治疗时, 手术的切口比较大, 出血量就比较多, 会造成伤口感染等并发症的发生, 多功能外固定支架在治疗胫骨骨折时, 其固定性比较牢固, 操作简单又方便, 手术切口小, 出血量也相对的较少, 可塑性比较高, 这是治疗胫骨骨折的最佳方法[14,15]。在当前胫骨骨折的治疗中, 多功能外固定支架的运用是最广泛的。

3.4 根据不同适应证选择合适的安装方式

在安装多功能外固定支架时, 要根据患者的受伤程度、年龄以及受伤范围的不同, 进行安装以及操作方式也不相同。在使用多功能外固定支架之前, 要考虑到其是否就是治疗该病的最佳方法。常见的适应证有以下5种:小腿复杂的粉碎性骨折;小腿骨折内固定后发生合并感染;小腿严重的开放性骨折;小腿骨折伴有大面积软组织损伤以及邻近关节骨折[16]。

本研究通过对80例胫骨骨折的患者采用多功能外固定架治疗结果显示, 本组随访80例患者, 随访时间为6~14个月, 所有病例患者均达到愈合状态, 有6例骨折愈合较慢的, 3例因外力进行重新矫正。本组72例为优, 8例为良, 都没有严重的并发症发生, 膝踝活动正常。其中有3例固定针松动, 经过调整外固定支架, 没有发现断针以及针道感染的情况, 表明多功能外固定架治疗胫骨骨折的效果显著, 这一结果和相关文献报道的数据相吻合。因此, 笔者认为, 多功能外固定架在对胫骨骨折的治疗中具有较高的临床应用价值。

综上所述, 多功能外固定架在治疗胫骨骨折的过程中具有操作简便、固定可靠、效果良好等特点, 对缓解患者的病情, 提高患者的生活质量具有重要意义, 在临床治疗中值得参考应用。

摘要：目的:研究分析多功能固定支架在胫骨骨折中的运用以及治疗效果。方法:分析笔者所在医院2011年3月-2013年4月采用多功能外固定架治疗胫骨骨折的患者80例, 平均愈合时间为5个月。除去外固定支架时间56个月。结果:本组随访80例患者, 随访时间为614个月, 所有病例患者均达到愈合状态, 有6例骨折愈合较慢的, 3例因外力进行重新矫正。本组72例为优, 8例为良, 都没有严重的并发症发生, 膝踝活动正常。其中有3例固定针松动, 经过调整外固定支架, 没有发现断针以及针道感染的情况。结论:多功能外固定架在治疗胫骨骨折的过程中具有操作简便、固定可靠、效果良好等特点。

骨支架材料 篇5

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2014年3月-2015年3月100例四肢长管状骨骨折患者, 排除肾、肝、心等重要器官疾病, 精神疾病史及智力障碍患者。主要骨折类型为胫骨骨折、股骨骨折、桡骨骨折、尺骨骨折、肱骨骨折、其他骨折等。随机分为试验组和对照组, 各50例。试验组男29例, 女21例, 年龄16~69岁, 平均 (42.09±15.26) 岁。对照组男26例, 女24例, 年龄17~71岁, 平均 (43.21±14.58) 岁。两组患者在病情、年龄、性别等基线资料差异无统计学意义 (P>0.05) , 具有可比性。

1.2 方法

两组四肢长管状骨骨折患者均给予常规的护理, 试验组50例骨折患者在常规护理的基础上加以系统化护理干预, 具体措施为:

1.2.1 术前护理

(1) 消毒护理:护理人员使用夹板将患者的骨折处固定, 对其出血处进行止血及消毒处理, 之后对患者的骨折处皮肤进行清洗、消毒, 避免出现细菌感染的情况; (2) 心理护理:骨折给患者带来疼痛, 会伴有不同程度的紧张、焦虑等不良的心理状态, 护理人员积极与患者沟通, 给予患者安慰和鼓励, 告知患者相关治疗的注意事项, 提高患者治疗的依从性, 从而更好的进行手术治疗。

1.2.2 术后护理

(1) 护理人员应保持病房的安静, 并帮助患者将患肢抬高30°~40°, 有利于患者静脉血液的循环, 促进消肿。 (2) 护理人员应密切观察患者的临床症状, 包括骨折处皮肤的颜色、肿胀程度等, 并对患者的局部神经情况、血液循环情况进行了解, 若发现患者存在不良的症状, 则采取有效的措施进行处理。 (3) 患者骨折处常会出现红肿等情况, 因此, 护理人员应积极对患者治疗处的皮肤进行擦拭、消毒, 合理使用抗生素, 避免患者出现严重的不良反应。 (4) 鼓励患者进行局部功能锻炼, 利于患者骨折的愈合。同时, 护理人员要定时对患者外固定处进行检查, 这样可减少患者因功能锻炼而出现支架松动、骨折移位的发生。 (5) 护理人员指导患者多食用易消化、多营养、高蛋白的食物, 以此增加自身的抵抗力, 促进病情的恢复。

1.3 观察指标

将两组骨折患者经治疗后的效果分为优、良、中、差四个等级。优:患者关节活动正常, 无疼痛。良:患者关节活动轻微受限, 疼痛轻微。中:患者关节活动受限, 疼痛明显。差:患者关节活动严重受限, 疼痛剧烈[3]。

1.4 统计学方法

本研究数据采用SPSS 17.0软件进行统计分析, 对比采用t检验, 计量资料采用±s表示, 计数资料采用率 (%) 表示, 行χ2检验, 以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

注:与对照组相比, *P<0.05差异具有统计学意义

3 讨论

四肢长管状骨骨折对患者的生活质量造成了严重的影响, 导致患者出现此类骨折的主要原因为意外的暴力。骨外固定支架是治疗四肢长管状骨骨折的主要方法之一, 其主要是通过对患者的骨折进行固定而达到治疗的目的, 并且对患者的机体影响较小, 不会对患者的神经系统及血液循环造成严重影响[4], 此种治疗方法简单、方便, 利于患者病情的恢复。

有效的护理可促进四肢长管状骨骨折患者经骨外固定支架治疗的有效率。系统化护理干预通过术前对患者骨折处的消毒止血护理、心理护理等干预, 可有效减少患者感染j概率, 提高对护理人员的依从性, 从而更好的配合治疗工作, 提高治疗的成功率。骨折患者在术后, 通过临床症状观察、功能锻炼、抗感染治疗、饮食护理等干预措施, 可有效减少患者并发症的发生率, 提高患者抵抗力[5], 促进病情恢复。

本研究结果显示, 试验组四肢长管状骨骨折患者经系统化护理干预后, 其治疗的效果明显优于常规护理的对照组。结果表明, 给予骨外固定支架治疗四肢长管状骨骨折患者系统化护理干预, 可提高患者治疗的效果, 改善患者的生活质量, 值得临床推广应用。

参考文献

[1]黄美娟, 刘曙光, 麦英金, 等.系统化护理干预在骨外固定支架治疗四肢长管状骨骨折中的应用效果[J].中国当代医药, 2015, 7 (9) :187-189.

[2]王晓红.骨外固定支架治疗四肢骨折手术的临床护理观察[J].国际护理学杂志, 2014, 33 (1) :82-84.

[3]范艳芳, 陈作桓.外固定支架治疗胫腓骨严重骨折的中西医护理疗效观察[J].全科护理, 2013, 11 (11) :977-978.

[4]熊荣华.三维多功能外固定支架治疗四肢长骨创伤效果观察[J].中国现代医师, 2014, 52 (5) :112-114, 117.

骨支架材料 篇6

1 材料与方法

1.1 材料

本实验从2014年5月1日开始, 至2014年12月20日结束。PLLA (Mw=17.9×104 Da) , 购自山东医疗器械公司。1, 4-二氧六环, 购自北京现代东方精细化工有限公司。纯度为99%乙醇, 购自北京化工厂。所有试剂均为分析纯。淡水珍珠购自, 浙江省诸暨市。珍珠粉为有光珍珠和无光珍珠。

1.2 方法

1.2.1 多孔支架的制备

精密称取一定质量的PLLA溶于1, 4-二氧六环中搅拌直至完全溶解, 配成浓度为5% (w/v) 的混合溶液。然后加入过400目筛的文石粉, 形成20% (w/w) 的混合溶液, 搅拌15 min后, 超声25 min使粉末分散均匀。将溶液倒入圆柱体模具, 放入冰箱-20℃冷冻24 h。取出模具放在冷冻干燥机中-60℃冷冻干燥2 d, 制成PLLA/珍珠粉支架。放在真空干燥箱中干燥3 d以除去残存的1, 4-二氧六环。用60Co灭菌后密封保存, 密封后储藏在干燥皿中备用。

1.2.2 多孔支架材料形态与孔隙率的测定

用SEM观察多孔支架材料的形貌, 样品在真空下喷金1 min后在10 k V的加速电压下观察;用压汞仪测定支架的孔结构, 在低压模式下采集扫描法收集数据, 计算平均孔径与孔隙率;

1.3 多孔支架材料修复骨缺损的实验

选用健康相同新西兰大白兔24只, 雌雄不限, 体重2~3 kg, 平均2.2 kg, 采用随机法分配, 其中18只为植入材料动物, 每组6只, 两侧桡骨分别植入不同材料, 其余6只作为对照组, 按不同时间点 (4、8、12周) 留取样本, 在福尔马林中浸泡固定, 之后进行影像学、组织学等检测。

1.3.1 骨缺损造模与骨修复

(1) 手术方法。将实验兔用戊巴比妥钠 (3%) 1 ml/kg腹腔麻醉, 在麻醉下俯卧位取双侧小腿内侧中下段2 cm切口, 切开皮肤、逐层分离皮下组织, 直至桡骨, 使用牙钻截取长约1.5 cm桡骨骨缺损。使用生理盐水、双氧水、0.05%碘伏冲洗干净后, 每组分别植入不同的材料, 逐层缝合切口, 包扎伤口, 连续3 d每天2次肌注注射庆大霉素注射液1 ml, 预防感染。术后动物分笼饲养。

1.3.2 术后观察指标

进行骨移植部位骨密度、X线片、力学抗弯性能、组织学检查。X线观察和组织学检查按Lane-sandhu标准[3]评分, 其内容包括骨形成、骨连接、骨塑形情况等。

1.4 统计学处理

采用SPSS 19.0软件对所得数据进行统计分析, 计量资料用均数±标准差 (±s) 表示, 比较采用t检验;计数资料以率 (%) 表示, 比较采用X2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 多孔支架材料形态、孔隙率与体密度的测定

2.1.1 多孔支架材料形态观察

支架的电镜照片如图1所示, PLLA支架断层面呈现出阶梯状的多孔结构, 其孔状结构是由于1, 4-二氧六环在冷冻干燥过程中升华形成的。在复合支架材料中, 断面出现形状不规则的孔洞, 孔壁上有一些颗粒装的突起, 部分珍珠层粉粘附在PLLA表面, 是引起孔壁不光滑的原因, 珍珠层粉均匀的分布在孔壁和边缘上, 未形成团聚。

注:a为PLLA, b为微小颗粒骨, c和d为PLLA/贝壳珍珠层

2.1.2 孔隙率与孔径分布的测定

如图2显示, 支架材料的孔隙率基本上均在88%~93%, 加入珍珠层粉末会降低多孔材料的孔隙率, 但所有支架的孔隙率均超过88%, 维持较高的孔隙率。粉末在冷冻干燥的过程中会影响孔的形成, 但是对比几种复合支架, 孔隙率没有明显的差别。

表1显示:对于纯PLLA支架, 大孔和小孔比例均超过40%, 且体积相当。支架材料孔径可作为成骨细胞、组织液进入, 有利用成骨。三种植入材料大孔和小孔的总体积比与PLLA支架相当, 说明加入粉末后基本不会改变支架大孔和小孔总的体积比。加入粉末后, 大孔的体积比下降而小孔的体积比上升, 从而保证总的体积比基本不变。

% (v/v)

*与微小颗粒骨比较, P<0.01;#与PLLA/珍珠层比较, P<0.05

2.2 骨密度检测

使用双能X射线骨密度仪对缺损区域的桡骨和耻骨的骨密度进行测定。机器型号为美国Hologic公司的Discovery Wi, 采用机器自带的小动物软件进行分析。将5~6个样品放在探头下扫描, 成像后在软件中选定缺损部位, 确定骨矿化密度。每组三个平行样品。第4周, 由于植入时间短, 支架材料才开始降解, 其骨密度与较小。第8周, 缺损部位有少量的新骨形成, 密度都有所提高。12周时, 植入材料与空白组形成大量新骨。详见图3。

2.3 影像学观察及评分

术后组织学形态观察, 2周时三组植入组均可见圆柱形植入材料, 且其均被纤维组织覆盖。4周时三组植入组可见植入材料模糊, 骨缺损边缘骨痂形成, 依次为C组>B组>A组;12周时三组骨缺损植入组区均恢复正常管状结构, 皮质骨塑性良好, 术后4、8周A组、B组、D组与微小颗粒骨组比较, 差异均有统计学意义 (P<0.05) , 术后第12周时, 仅有D组与C组比较差异有统计学意义 (P<0.05) , 详见图4和表2。

注:4周时X线可见实验组均未有新鲜骨痂形成, 植入支架材料形态依然存在;8周时B组、C组骨缺损部位植入支架材料模糊, 有新鲜骨痂形成, A组与D组依然可见骨缺损;12周时B组、C组大量骨痂连接骨折断端, 骨髓腔基本再通达到骨性愈合, A组、D组可见云雾状骨痂形成, 骨痂不连续

分

2.4 术后不同时间点植入材料去组织学观察及评分

4周时支架保持多孔结构, 大量细胞填满支架孔隙。8周时三组植入材料均有吸收, 大量的组织液进入材料中, 周围岛状骨组织形成, 支架材料支架多孔结构已经被新形成的骨小梁填充, 均与周围软组织连接, 12周时支架已经大部分破损, 桡骨缺损部位出现大量骨痂, 材料已被板层骨替代, 皮质骨正在被改造, 可见大量骨单位, 表明已经有成熟骨组织的生成。术后4、8周A组、B组、D组与C组比较, 差异均有统计学意义 (P<0.05) ;术后第12周时, 仅D组与C组比较, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。详见表3。

分

3讨论

自体骨修复骨缺损是“金标准”, 但来源有限, 异体骨和异种骨有可能会引起排异反应[13], 寻找更好的天然骨修复材料迫在眉睫。兔骨缺损的自我修复能力较强, 但如果骨缺损超过15 mm, 将无法自我修复[14]。本实验所造的缺损为10 mm, 未超过临界值, 但是如果修复时间比较短, 自体也无法完全修复。Drosse等[15]将珍珠层粉与PLLA复合制备PLLA/珍珠层复合支架材料, 结果表明其支架可以促进间充质干细胞的增殖和分化。Liu等[16]研究发现珍珠层粉具有良好的生物相容性与骨诱导性。Lopez等[17]证实珍珠层粉植入骨缺损处同样具有骨诱导性。Sitve等[18]将珍珠层植入羊股骨缺损处, 发现珍珠层粉在12个月后仍保持植入前形态, 但是骨缺损处有新骨形成, 且与珍珠层结合紧密, 周围无任何炎症和纤维化, 降解慢的原因可能是珍珠层粉颗粒较大。本实验制备纳米级的珍珠层粉达到分散均匀, 降解快的目的。成功制备出PLLA/珍珠层粉复合支架, 其支架的扫描电镜PLLA支架断层面呈现出阶梯状的多孔结构, 珍珠层粉均匀的分布在孔壁和边缘上, 未形成团聚, 支架材料的孔隙率基本上在88%~93%, 加入珍珠层粉末会降低多孔材料的孔隙率, 文献[19]报道高孔隙率和合适的孔径是细胞贴附和增殖的主要原因。在其降解时PLLA降解的酸性物质可以被珍珠粉溶解的碱性中和, 减少炎症反应。同时, PLLA和珍珠粉均有良好的生物相容性, 使复合支架有很好的生物相容性。珍珠层粉中包含能够促进骨细胞增殖和分化的因子, 能促进成骨[20]。本实验术后8周时B、C骨缺损部位植入支架材料模糊, 有新鲜骨痂形成, A组和D组依然可见骨缺损;12周时B组和C组大量骨痂连接骨折断端, 骨髓腔基本再通达到骨性愈合, 结合骨密度检测结果, 12周时, B组和C组形成大量新骨, 骨密度基本一样。植骨区HE染色后切片示同一时间点骨小梁较D组致密且走行规则, 脂肪空泡及骨陷窝出现早, 证实骨髓腔再通时间短, 两组X线评分和组织学评分比较差异均有统计学意义 (P<0.05) , 结果说明, PLLA/珍珠层粉支架均有良好的成骨的作用。该结果为PLLA/珍珠层支架材料的临床应用提供了基础。

摘要：目的:研制PLLA/珍珠层粉复合支架在修复骨缺损体内降解与生物相容性, 为临床应用骨修复提供实验依据。方法:采用冷冻干燥法制备PLLA、PLLA/珍珠层粉支架, 用SEM测定其形态表征, 用压汞仪测定支架的孔结构。选择24只健康成年新西兰大白兔为实验对象, 将选取的24只兔子随机分为四组:A组:PLLA支架材料组, B组:PLLA/珍珠层支架组, C组:微小颗粒骨组;D组:空白组。利用牙钻制成双侧桡骨中段1 cm骨缺损作为骨修复模型, 将不同复合支架材料植入缺损处。与术后4、8、12周行影像学、组织学、骨密度检测, 并行Lane-sandhu评分, 评价复合支架材料的成骨性。结果:成功制备出PLLA/珍珠层粉复合支架, 扫描电镜支架断层面呈现出阶梯多孔结构, 可见珍珠层粉均匀的分布在孔壁和边缘上, 其支架材料的孔隙率在8893%, 双能X射线骨密度仪结合术后X线片得出:术后4、8周B组X线评分和组织学评分略低于C组 (P<0.05) , 12周两组X线和组织学评分比较差异均无统计学意义 (P>0.05) 。结论:PLLA/珍珠层支架具有良好的成骨作用, 该结果为PLLA/珍珠层支架的临床应用提供了基础。

骨支架材料 篇7

1 材料与方法

1.1 病例资料

本组28 例, 男15 例, 女13 例;年龄24～79 岁。按AO分型, A3型6 例, B3型10 例, C3型12 例。掌倾角平均-16°±12° (-59°～25°) , 尺偏角平均7.8°±5.2° (-l0°～15°) 。桡骨轴向缩短 (5.2 ±2.2) mm (2～12 mm) , 尺骨轴向缩短 (3.4±2.1) mm (1～8 mm) , 伴茎突骨折5 例, 其中开放性骨折4 例, 腕关节脱位6 例。12 例术前手法复位石膏固定失败。

1.2 手术方法

臂丛神经阻滞麻醉后, 取仰卧位。先在C型臂X线机监视下手法复位 (复位标准:掌倾角10°～15°, 尺偏角20°～25°, 腕关节面平整, 尺、桡骨轴向无短缩, 力线良好。位置满意后保持牵引, 在第2～5掌骨背外侧的中点各做一个长约5 mm的纵切口, 分离软组织到骨面, 置螺钉套筒, 与手掌面成90°, 垂直掌骨中轴打孔, 拧入掌骨螺钉4枚 (长55 mm, 直径2.5 mm) 。在桡骨近端距离骨折线3～4 cm, 垂直于尺、桡骨骨干背侧, 在骨干中轴钻孔并分别拧入2枚螺钉 (长75 mm, 直径3.5 mm) , 避免损伤神经、血管及肌腱。安放外固定连接杆, 使其距离皮肤10～15 mm, 先用套筒拧紧钉夹, C型臂X线机正、侧位透视骨折对位对线良好后, 再用扳手拧紧钉夹。部分患者术中辅以有限经皮克氏针内固定。

1.3 术后处理

术后1 d即可做手指屈伸和肩、肘关节活动, 术后3周拍摄X线片后, 改功能位固定。术后4周、6周及3～14个月随访并拍摄X线片复查。根据X线片所见及骨折愈合情况, 7～9周骨折临床愈合后拆除外固定架, 在医师指导下屈伸、旋转腕关节以及前臂旋前、旋后等功能锻炼。

2 结 果

所有患者均获得随访, 时间6～14个月, 外固定架拆除时间7～9周。手术后测量:掌倾角平均12.2°±2.5° (8°～17°) , 尺偏角平均23.5°±2.1° (16°～26°) , 桡骨轴向短缩均矫正。骨折愈合后测量:掌倾角11.8°±3.6° (7°～17°) , 其中6 例减少2°, 2 例减少3°;尺偏角22.8°±2.3° (15°～26°) , 其中3 例减少2°, 2 例减少3°。3 例桡骨轴向缩短2 mm, 4 例关节面塌陷1～1.5 mm。3 例尺骨轴向缩短1 mm, 2 例成角畸形。腕关节功能评分采用Cooney腕关节评分系统[1] (包括疼痛、功能状况、腕关节活动度、握力) :优15 例, 良11 例, 可2 例, 优良率为92.8%。本组3 例合并糖尿病患者出现钉道感染, 无神经血管损伤, 经口服抗生素和换药处理后好转;4 例掌骨螺钉轻度松动, 患者均为老年骨质疏松症的女性, 加用石膏托固定。所有患者X线片上未出现关节间隙狭窄、负重点骨质增生硬化、关节边缘骨赘形成及骨端松质骨内出现囊性改变等创伤性关节炎的改变。

3 讨 论

3.1 适应证及优势

HoffmannⅡ外固定系统适用于关节外A3型骨折、部分关节内骨折中B2、B3型、完全关节内骨折中C2、C3型骨折, 特别是干骺端严重粉碎性骨折且短缩明显、有明显移位骨折块行内固定困难者及开放性尺桡骨远端骨折[2]。主要优势[3]包括:a) 独立的单针布局、弹性设计、针-杆固定夹、杆-杆固定夹允许充分的三维旋转, 可根据复位要求灵活调节组合, 快速搭建成稳定、易调、符合生物工程学的框架, 操作简便, 手术时间短 (35～55 min) , 出血量少。b) 不会加重对骨折断端血供、骨膜及软组织的损伤, 避免皮肤坏死, 提高了骨折的愈合率并降低了术后感染率。c) 超关节外固定架固定因其牵拉可恢复关节间隙, 恢复了前臂的长度和肌腱、肌肉张力, 发挥了肌肉和肌腱的“软组织夹板”[4]作用。使粉碎的骨折块复位, 限制了尺桡骨移动, 制止骨折块分离、旋转、移位, 减少关节面的压力, 恢复关节囊及肌腱的长度, 预防关节囊及肌腱挛缩导致关节功能丧失程度。d) 外固定架的转轴装置和可拆卸的特点, 能适应不同时期骨折愈合要求的固定强度, 并允许腕关节逐步增加活动范围, 有利于患者术后的康复和腕关节功能的恢复。e) 为开放性创伤软组织的处理提供了便利, 便于术后护理、创口换药、冲洗引流等, 明显降低了术后感染、慢性骨髓炎及骨不连的发生率。f) 老年性骨质疏松症的患者, 不宜使用内固定而需应用外固定架治疗[5]。g) 骨折愈合后, 外固定架拆除方便, 不需二次手术, 明显降低医疗费用。

3.2 并发症和预防措施

HoffmannⅡ外固定支架治疗引起的并发症发生率在5%～11%, 包括掌骨骨折、钉道感染、钉松动、桡神经浅支损伤等。掌骨骨折预防方法可采用适当扩大切口在直视下钻孔, 定位于掌骨中轴, 采用直径2.0 mm钻头低速钻孔, 保证螺钉中轴穿出, 从而有效防止骨折的发生。本组2 例钉道感染, 采用口服抗生素, 清除钉孔周缘干痂, 保持钉道通畅, 每日用0.5%活力碘消毒等方法治愈;螺钉松动发生4 例, 患者为老年骨质疏松症女性。我们采用口服抗骨吸收药物, 骨化三醇0.5 μg, 每日1次;福善美70mg, 每周1次。加用石膏托固定的方法, 防止螺钉松动的加重。

3.3 手术注意事项

a) 复位的要求。骨折移位特别轴向缩短, 即使不伴有关节面对合不良, 也可引起永久性腕关节功能障碍, 复位首先是恢复尺桡骨长度, 以及骨折端的对位、对线, 达到生理的掌倾角、尺偏角, 桡骨远端关节面尽量达到解剖复位, 恢复正常的尺桡腕关节间隙等。b) 外固定架固定位置及角度。主要根据桡骨骨折的类型进行确定。Colles骨折因骨折远端向背侧、桡侧偏移, 要求固定腕关节于掌屈、尺偏位;相反, Smith骨折的患者因骨折远端向掌侧、尺侧移位, 则要固定腕关节于背伸、桡偏位;其他类型骨折依具体情况而定。c) 术后腕关节的功能锻炼。主要取决于骨折类型及愈合情况, 对于大部分B3、C3型骨折, 因骨折缺损、粉碎不严重, 一般在术后3周可调节外固定架至腕关节功能位, 术后骨折愈合既可行腕关节功能锻炼。d) 是否植骨。取决于关节面是否平整、骨缺损和骨质疏松的程度。对于关节面塌陷及骨缺损严重且经牵拉、撬拨复位等处理后仍不能恢复者, 应进行植骨以促进骨折愈合[6]。e) 牵引复位无法达到满意效果的可与有限内固定结合就是指在撬拔复位后, 先用克氏针把碎骨块连接成块, 简单固定后, 再用外固定架, 这样既有利于术中复位, 也能有效防止术后再移位。

HoffmannⅡ外固定支架是一种微创手术, 它主要是根据韧带牵拉复位原理使骨折复位, 并维持到骨折愈合, 三维固定防止畸形的发生, 对局部软组织及骨膜损伤小, 最大限度地保留骨折端的血运, 术后恢复快, 符合现代骨科的BO原则。经过实践, 手法复位或辅以有限内固定结合HoffmannⅡ外固定支架具有方法简便、复位优良、固定牢靠及疗效确切等优点, 能明显减少术后感染、骨折不愈合、创伤性关节炎等术后并发症, 是不稳定性尺桡骨远端骨折的有效治疗方法。

参考文献

[1]Cooney WP, Bussey R, Dobyns JH, et al.Difficultwrist fractures:Perilunate of the wrist[J].Clin Or-thop Relat Res, 1987, (214) :136-147.

[2]Rawes ML, Richardson JB, Hardy JR, et al.Dynamicversus static external fixation of distal radial frac-tures:a prospective randomized controlled tria1[J].Injury, 1995, 26 (2) :140-l51.

[3]顾卫东, 刘锦波, 刘瑞平, 等.Hoffmann外固定支架结合有限切开内固定治疗Pilon骨折的初步探讨[J].南京医科大学学报, 2007, 27 (1) :93-94.

[4]张秋林, 王秋根, 张少成, 等.桡骨远端骨折的微创手术治疗[J].中华手外科杂志, 2006, 22 (1) :11-12.

[5]Leung F, Kwok HY, Pun TS, et al.Limited open re-duction and Ilizarov external fixation in the treat-ment of distal tibial fractures[J].Injury, 2004, 35 (3) :278-283.