用作骨修复与骨替代的材料研究
【中图分类号】r4 【文献标识码】a 【文章编号】1008-1879(2012)03-0024-02
生物医学材料是一类天然或人工材料，可单独或和药物一起制成，是对生物体进行诊断、治疗、修复和置换损坏组织、器官或增进其功能新型材料。此类材料研究是近30年来发展起来一门新兴交叉学科，随着材料科学、生命科学与生物技术发展，越来越多生物材料得到广泛应用，人们开始在分子水平上去认识材料和机体间相互作用，力求使无生命材料通过参与生物体生命组织活动，成为有生命组织一部分。具有生物活性，能引导和诱导相应细胞分化、增值以重建缺损组织形态，进而恢复相应功能，因此对材料功能提出新的挑战。由于各种炎症、损伤，尤其骨创伤事故频繁发生使得骨修复与骨替代材料成为该领域中研究重点。目前，用于骨缺损修复和骨组织工程材料主要包括人工合成材料、天然衍生材料和复合材料。人工合成材料包括医用金属材料、医用生物陶瓷等。天然衍生材料包括天然骨衍生材料和天然高分子材料以及天然珊瑚骨衍
生材料。复合材料包括:金属/无机复合材料，无机/无机复合材料，有机/无机复合材料和有机/有机复合材料，广义上，组织工程骨也是一种复合材料。目前研究主要集中在金属基材料、陶瓷基复合材料等复合材料，本文就其中几种材料现状进行综述。
1 金属基材料
金属基材料由于具有与自然骨组织相适应物理机械性能及生物
用于人工骨的材料 目前用于骨修复的生物材料分为以下几种:医用生物陶瓷、医用高分子材料、医用复合材料、纳米人工骨 一．医用生物陶瓷材料 生物活性陶瓷, 主要指磷灰石(AP) ,包括羟基磷灰石(HAP)和磷酸三钙( TCP)等。目前应用最多的是HAP。人骨无机质的主要成分是HAP,它赋予骨抗压强度, 是骨组织的主要承力者,人工合成的HAP是十分重要的骨修复材料,这是由于它的 组成性质与生物硬组织的HAP极为相似,并具有良好的生物相容性,可与自然骨形 成强的骨键合,一旦细胞附着、伸展,即可产生骨基质胶原,以后进一步矿化,形成骨组织。 α2磷酸三钙(α2TCP)骨水泥具有水合硬化特性,可作为一种任意塑型的新型人 工骨用于骨缺损填充。它在动物体内形成蜂窝状结构,动物组织可逐渐长入此蜂 窝状结构中,形成牢固的骨性键合[ 3 ]。β2TCP[ 4 ]属可吸收生物陶瓷,在体内 要被逐渐降解和吸收,但其强度较低,主要用于骨修复或矫正小的骨缺损或骨缺陷, 如骨缺损腔填充。尽管β2TCP植入体内可被降解和吸收,新骨将逐渐替换植 入体,但由于其降解和吸收速度与骨形成速度难达到一致,所以不宜作为人体承 力部件。目前磷酸钙陶瓷要用于作小的承力部件、涂层、低负载的植入体。二．医用生物高分子材料 高分子聚合物已被广泛用作骨修复材料,可降解聚乳酸( PLA)用于口腔外科,聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA)骨水泥用于骨填充,聚乙醇酸( PGA)作为可吸收螺 钉用于骨固定。 生物降解材料制作的接骨材料,其弹性模量较金属更接近骨组织的弹性模量,有利于骨折愈合,且随着骨折的愈合,材料逐渐在体内降解,不需二次手术取出。PLA[ 5 ]是一类有应用价值的生物材料,它的降解速度取决于它的分子量、分子 取向、结晶度、物理及化学结构,但其降解的机制主要是因为酯键的水解。目前PLA主要用于骨外科部件,例如骨针、骨板。Minori et al[ 7 ]用不同分子量的PLA 和聚乙二醇( PEG)制成PLA2PEG 共聚物作为骨形成蛋白(BMP ) 的载体, 其 中PLA 6 5002PEG3 000共聚物具有一定的弹性,是较好的BMP载体。 三．医用复合材料 复合人工骨[ 13 ]的研究近年来取得了很大进展,其基本原理是将具有骨传 导能力的材料与具有骨诱导能力的物质如骨生长因子、骨髓组织等复合制备成复合人工骨,使它们既具有骨传导作用,又具有骨诱导作用。 3. 1 磷酸钙复合人工骨主要包括TCP及HAP与胶原、骨生长因子等复合人工骨。原位自体骨与磷酸钙人工骨混合植骨应用在脊柱侧凸畸形矫正术中, 是一种实用、简易、可靠的植骨方法。 3. 2 聚合物复合人工骨生物降解聚合物是近年生物材料研究领域中的一个 热点,通过技术工可合成各种结构形态,一定的生物降解特性的各种聚合物。但 它们无骨诱导活性,需与其它骨诱导因子复合应用才能取得良好效果。 3. 3 红骨髓复合人工骨骨髓由造血系统和基质系统两部分组成。健康红骨 髓的基质细胞中含有定向性骨祖细胞(DOPC)和可诱导性骨祖细胞( IOPC) 。DOPC 具有定向分化为骨组织的能力,IOPC在诱导因子(如BMP)作用下才能分化成骨。
人工工骨作为用于修复或替换人体硬组织的生物材料，必须具备独特的性能。人工骨材材料与一般工业材料的最大区别在于它们的使用环境不同：人工骨材料是在生物环境内工作，就是说，它要工作在温度为37℃左右、气压为latm*、pH值为7左右的苛刻条件下。所以，人工骨材料不但要具备适度的力学性能，即强度、延伸率、刚度和韧性，而且还要具备生物亲和性、可灭菌性、非毒性、机能性以及耐久性。同时，人工骨材料还必须具备独特微妙的结构，因为天然的骨头是一个多孔而又倾斜的结构体系。 本章将介绍目前人工骨材料的研究现状，特别是近年国际上在人工骨材料研究方面所取得的成果；同时，还将报告作者本人在人工骨材料研究领域所取得的成果。作者研制的多孔钛泡沫具有良好的生物亲和性，无毒，其机械性能与天然骨的机械性能相近。钛泡沫的结构与天然骨的结构一致，其孔空间允许新生骨芽细胞的生长侵人以及体液的传输，所以它不但能与自然骨形成生物性骨键合，与人体骨骼合而为一，而且能诱导新生骨生成，是一种具有良好临床应用前景的骨移植材料。 2.1人工骨材料的种类和特点 生物材料指任何用于治疗的、包括天然的和合成的、与人的细胞直接相接触的材料。人工骨就是用于修复或替换人体硬组织的生物材料。随着人口的急速高龄化，中青年创伤的增加以及天生缺陷和疾病的存在，社会对人工骨材料和医学制品的需求急速增长。老年人最常见的骨质疏松、疾病（如恶性肿瘤切除)、交通事故和火器创伤等都可能造成大型骨缺损。用来修复骨缺损的骨替代材料可以用自体骨移植、人工骨、诱导成骨材料和异体骨移植等，其中以自体骨移植效果最好。但自体骨来源有限，而且可能在供区造成继发性损失或并发症。而现有的人工骨、诱导成骨材料和异体骨移植等均达不到自体骨的效果，为此，进一步寻找尽可能达到或接近自体骨移植效果的理想人工骨材料是对基础研究和临床医学的挑战。 2.1.1 陶瓷材料 人体骨骼主要由胶原质（collagen)和羟基磷灰石(HA)组成，羟基磷灰石的分子式为Ca10（PO4)6(OH)2，其中钙的存在赋予骨骼以强度。骨的结构是一个精致复杂的多孔结构。骨的表层是皮质骨，其孔隙率比较低，约为5％～10％；表层以下是海绵骨，其孔隙率比较高，达50％一90%.骨结构如图2-1所示。骨的力学性能是依个人、年龄和骨的部位而改变的，表2-1所示总结了各种骨的机械性能及强度。 作为人工骨材料，其首要性能当然是在生物体内的耐腐蚀性和强度，但生物亲和性也是不可缺少的重要性能。近年的研究更是注重于人工骨材料的表面处理。 根据其与生物组织的反应，生物陶瓷可以作如表2-2所示的分类：①生物体内惰性型（和自家骨直接接触，也有可能在两者之间介入线纤维皮膜）；圆生物体内活性型（自家骨与人工骨发生化学反应而结合）；圆生物体内分解型（移植后，人工骨在生物体内分解并被新生骨所替代）：作为人工骨材料，力学强度固然重要，然而，骨诱导能力、骨传导能力的具备，进而实现骨骼的修复和新生骨的形成更具魅力p 目前，很多研究都朝着这个方向即开发理想的人工骨材料而努力着。 2.1.2 高分子材料 近年来高分子材料作为人工骨材料也越来越受到重视。高分子材料包括天然的和人工合成的两大类,它们最突出的特点是柔软性、易加工性以及质量轻等。正是因为这些特点，高分子材料被广泛应用于生物领域，如血液的包装、输液系统、导（尿）管、血液回路、血液透析器等一次性使用器具，以及人工肾脏、人工肺、血浆交换膜等人工脏器[ 高分子材料如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)即骨水泥和用于人工关节的高分子聚乙烯(polyethylene)，这类材料的生物相容性较差，与骨组织之间有纤维组织间隔。 还有一类可生物降解的高分子材料以聚丙交酯（polylactide)和聚乙醇酸(polyglycolide)为代表。目前主要用于可降解内固定材料方面，作为植骨替代材料，多以复合材料的形式出现。
生物材料——骨组织工程讨论组织工程（Tissue Engineering）是近年来正在兴起的一门新兴学科，组织工程一词最早是由美国国家科学基金会1987年正式提出和确定的。它是应用生命科学和工程学的原理与技术，在正确认识哺乳动物的正常及病理两种状态下结构与功能关系的基础上。研究、开发用于修复、维护、促进人体各种组织或器官损伤后的功能和形态生物替代物的科学。 组织工程的核心就是建立细胞与生物材料的三维空间复合体，即具有生命力的活体组织，用以对病损组织进行形态、结构和功能的重建并达到永久性替代。共基本原理和方法是将体外培养扩增的正常组织细胞，吸附于一种生物相容性良好并可被机体吸收的生物材料上形成复合物，将细胞-生物材料复合物植入机体组织、器官的病损病分，细胞在生物材料逐渐被机体降解吸收的过程中形成新的在形态和功能方面与相应器官、组织相一致的组织，而达到修复创伤和重建功能的目的。 骨组织构建 构建组织工程骨的方式有几种：①支架材料与成骨细胞；②支架材料与生长因子；③支架材料与成骨细胞加生长因子。 生长因子通过调节细胞增殖、分化过程并改变细胞产物的合成而作用于成骨过程，因此，在骨组织工程中有广泛的应用前景。常用的生长因子有：成纤维细胞生长因子（FGF）、转化生长因子（TGF-ρ）、胰岛素样生长因子（IGF）、血小板衍化生长因子（PDGF）、
骨形态发生蛋白（BMP）等。它们不仅可单独作用，相互之间也存在着密切的关系，可复合使用。目前国外重点研究的项目之一，就是计算机辅助设计并复合生长因子的组织工程生物仿真下颌骨支架。有人采用rhBMP-胶原和珊瑚羟基磷灰石（CHA）复骨诱导性的骨移植、修复大鼠颅骨缺损，证实了复合人工骨具有良好的骨诱导性和骨传导性，可早期与宿主骨结合，并促进宿主骨长大及新骨形成。用rhBMP-胶原和珊瑚复合人工骨修复兔下颌骨缺损，结果显示： 2个月时，复合人工骨修复缺捐赠的交果优于单纯珊瑚3个月时，与自体骨移植的修复交果无明显差异。 目前，用组织工程骨修复骨缺损的研究，已从取材、体外培养、细胞到支架材料复合体形成等都得到了成功。有人用自体骨髓、珊瑚和rhBMP-2复合物修复兔下颌骨缺损，结果表明：术后3个月，单独珊瑚组及空白对照组缺损未完全修复；珊瑚-骨髓组和珊瑚-rhBMP-2组及单独骨髓组已基本修复了缺损；而骨髓、珊瑚和rhBMP-2复合物组在2个月时缺损即可得到修复。我们用骨基质成骨细胞与松质骨基质复合物自体移植修理工复颅骨缺损的动物实验，也取得了满意的治疗效果。 带血管蒂的骨组织工程是将骨细胞种植于预制带管蒂的生物支架材料上，将它作为一种细胞传送装置。我们将一定形状的thBMP-2、胶原、珊瑚复合物植入狗髂骨区预制骨组织瓣，3个月时，复合物已转变成血管化骨组织。
ＣｈＪｕｔ！￥ｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｅｐａｒａｔｉｖｅａｎｄＲ烈：ｏｎｓｔｎ虻帆Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｏｃｔｏｂｅｒ２００８，Ｖ０１．２２。Ｎｏ．１０ 骨移植替代材料研究进展 张永光王志强 【摘要】目的综述骨移植替代材料的近期研究进展，展望可能的研究方向。方法广泛查阅近年来有关骨 移植替代材料研究与应用的文献，选择常见的几种骨移植替代材料，分别进行阐述。结果骨移植对于提供支持、填充 骨腔、加速骨缺损愈合是一种必要的治疗方式，自体骨移植是骨移植的“金标准”，但受到许多限制。骨移植替代材料的研 究与开发受到广泛重视，在异体骨、合成人工骨、组织工程骨的研究与应用方面已取得很大进展，部分研究成果已形成产品。结论现有材料仍存在许多问题，将不同类生物材料复合，采用特定的Ｊ；ｌ－工技术，研制出力学性能、化学性质、物理 结构等方面类似于人体骨组织性质的生物材料，促进骨缺损的治愈，将是今后的研究方向。 【关键词】骨移植替代材料生物材料骨缺损修复 中图分类号：Ｒ６２２．９Ｒ６８７．３４文献标志码：Ａ ＰＲＯＧＲＥＳＳＯＦＢＯＮＥＧＲＡＦＴＳＵＢＳＴＩＴＵＴＥ／ＺＨＡＮＧＹｏｎｇｇｕａｎｇ，ＷＡＮＧＺｈｉｑｉａｎｇ．ＴｈｅＯｒｔｈｏｐａｅｄｉｃＨｏｓｐｉｔａｌｏｆＮｏｒｔｈ ＣｈｉｎａＣｏａｌＭｅｄｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，ＴａｎｇｓｈａｎＨｅｂｅｉ，０６３０００，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ．Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ：ＺＨＡＮＧＹｏｎｇｇｕａｎｇ．Ｅ—ｍａｉｌ：ｔｓｄｚｙｇ＠１６３． ｃｏｒｎ ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ＯｂｊｅｃｔｉｖｅＴｏｓｕｍｕｐｔｈｅｒｅｃｅｎｔｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｃｏｍｍｏｎｂｏｎｅｇｒａｆｔｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅａｎｄｔｏｆｏｒｅｃａｓｔｔｈｅ ｐｏｓｓｉｂｌｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ ｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｒｅｓｅａｒｃｈ．ＭｅｔｈｏｄｓＲｅｃｅｎｔｏｒｉｇｉｎａｌａｒｔｉｃｌｅｓａｂｏｕｔｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｂｏｎｅ ｇｒａｆｔｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｗｅｒｅｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｓｅｖｅｒａｌ ｃｏｍｍｏｎｂｏｎｅｇｒａｆｔｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｓｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄａｎｄｅｘｐｏｕｎｄｅｄｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ．ＲｅｓｕｌｔｓＢｏｎｅｇｒａｆｔｗａｓａｎｅｓｓｅｎｔｉａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｏｖｉｄｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｕｐｐｏｒｔ，ｆｉｌｌｂｏｎｅｃａｖｉｔｙａｎｄｐｒｏｍｏｔｅｂｏｎｅｄｅｆｅｃｔｈｅａｌｉｎｇ．ＴｈｅｇｏｌｄｓｔａｎｄａｒｄｆｏｒｂｏｎｅｇｒａｆｔｗａｓａｕｔｏｇｒａｆｔｗｈｉｃｈｉｓｓｕｂｊｅｃｔｔＯｍａｎｙｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｓ．Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｂｏｎｅｇｒａｆｔｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｈａｖｅｒｅｃｅｉｖｅｄｐｕｂｌｉｃａｔｔｅｎｔｉｏｎ．Ａｖｅｒｙｇｒｅａｔｐｒｏｇｒｅｓｓｈａｓｂｅｅｎｍａｄｅｉｎｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａｌｌｏｇｒａｆｔｂｏｎｅｓ，ｓｙｎｔｈｅｔｉｃｂｏｎｅｓａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄｂｏｎｅｓ，ａｎｄｓｏｍｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｈａｖｅｂｅｅｎｐｕｔ ｉｎｔｏｕｓｅｆｏｒｒｅａｌｐｒｏｄｕｃｔｓ．ＣｏｎｃｌｕｓｉｏｎＴｈｅｒｅｓｔｉｌｌｅｘｉｓｔｍａｎｙｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｐｒｅｓｅｎｔｂｏｎｅｇｒａｆｔｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｓ．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｖａｒｉｏｕｓ ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｕｓｉｎｇｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔＯｄｅｖｅｌｏｐａｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｗｈｉｃｈｈａｓｔｈｅｓｉｍｉｌａｒｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｐｈｙｓｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｔｏａｕｔｏｇｒａｆｔｓｏａｓｔｏｐｒｏｍｏｔｅｂｏｎｅｄｅｆｅｃｔｈｅａｌｉｎｇｉｓｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｆｏｒｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈ．［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ＢｏｎｅｇｒａｆｔｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅＢｉｏｍａｔｅｒｉａｌＢｏｎｅｄｅｆｅｃｔＲｅｐａｉｒ 骨移植对于提供支持、填充骨腔、加速骨缺损愈合是一种必要的治疗方式，是临床上仅次于输血的、应用最多的异体移植技术。传统的自体骨移植仍是目前最理想的骨移植材料，是骨移植的“金标准”，但受到许多限制，如供区损伤、植骨量不足、不能制备特殊形状等。因此促进了骨移植替代材料的研究，并且在异体骨、合成人工骨、组织工程骨的研究与应用方面已取得很大进展，部分研究成果已形成产品。现主要对各种骨移植替代材料的特性与研究现状进行综述，并对未来的研究方向进行展望。 ｌ同种异体骨和异种骨 １．１同种异体骨 同种异体骨移植是指同一种属个体之间的骨组织 作者单位：华北煤炭医学院附属骨科医院（河北唐山，０６３０００） 通讯作者：张永光，主治医师，研究方向：骨移植替代材料，Ｅ－ｍａｉｌ：ｔｓｄｚｙｇ＠１６３．ｃ０１１１移植，可诱发宿主产生免疫排斥反应，目前临床上多采用经冷冻、冻干或化学处理的同种异体骨，其细胞成分多已破坏。因此同种异体骨移植在与宿主愈合过程中的表现、作用机制和生物力学特征等方面，与自体骨移植有一定差异。与实质脏器移植有所不同，同种异体骨移植诱发的宿主免疫排斥反应一般不危及生命，但往往干扰移植骨愈合，影响治疗效果。ＶａｎｄｅＶｏｒｄ等【１】研究认为，移植骨的胶原蛋白是产生免疫反应的抗原，应用前去除这些抗原，能减轻免疫反应，提高移植成功率。同种异体骨的生物学性能受不同处理方法的影响，Ｈｏｆｍａｎｎ等１２１对ＢＭＳＣｓ在８种不同消毒灭菌方法处理的同种异体骨上吸附、增殖和分化的能力进行了研究，发现低温血浆灭菌脱矿物质异体骨、８０℃恒温消毒和化学溶液消毒３种方法处理的异体骨对ＢＭＳＣｓ有很强的亲和力，而采用高压、环氧己烷、新鲜冷冻、丫射线和Ｂａｒｒｙｃｉｄａ灭菌的异体骨细胞亲和力较低，说明不同处理方法对ＢＭＳＣｓ的吸附、增殖和功能有影响。 万方数据
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/d818296257.html, 骨移植材料成骨效能检测指标及方法的选择与应用 作者：李泽键赖仁发 来源：《中国美容医学》2013年第07期 目前，临床上对于骨移植材料的需求量日益增加，各种类型的骨移植材料已经在实验研究中取得了一定的成效并逐渐进入临床应用研究阶段，评价骨移植材料成骨效能的指标也愈来愈多样化，各项指标之间各有侧重，从不同的角度反映材料的骨修复能力。本文通过检索近几年的相关研究文章，对各项评价骨材料成骨效能的检测指标及其对应的检测方法做了如下总结。本文将成骨效能的检测指标归纳为新骨形成，微血管形成，成骨活性标志物的表达，骨组织形态及生物强度检测等几个方面，根据检测指标的需要，对各种特异性检测方法也作了总结，现综述如下。 1 新骨形成与骨组织形态的检测 1.1 影像学检测：X-ray是最常见，也是最原始的检测方法，早在1896年便开始应用于医学影像，是目前医学诊断的重要手段之一。目前，研究者在使用X-ray的同时，多采用一些定量或半定量的评分标准，对X-ray显像结果进行定量分析、比较。窦洪磊等[1]应用X-ray结合Lane-Sandhu评分系统对同种异体骨移植修复大段骨缺损疗效进行检测，将X-ray显像结果通过计分转变为数值进行统计分析与比较。Mahesh等[2]采用X-ray结合Kuznetsov半定量评分标准检测人类骨髓间充质干细胞的体内成骨情况，同样将X-ray检测结果转化为计分，利用统计学方法进行分析比较。 螺旋CT三维重建在骨缺损修复疗效的检测方面目前应用较多，利用多层螺旋CT进行图像分析和骨密度测定可以更直观地了解骨组织缺损重建后局部组织再矿化的程度。国内外学者已应用定量CT进行三位的骨密度测量，并取得了一定成果[3-4]。多层螺旋CT 技术能将骨皮质和骨松质的图像显示得更加清晰，通过调整图像能使人眼更易观察到细微的灰度变化，以便更加精确和全面地对冠状位、矢状位和横断面的三维CT图像进行测量，准确反映局部骨密度变化；螺旋CT图像不仅可以通过不同灰阶度显示其密度的高低，还可用组织对X射线的吸收系数反映其密度高低的程度，即CT 值。Maki等[5]通过体外试验显示，CT值与羟基磷灰石浓度有较高的相关性。Norton等[6]及Shahlaie等[7]亦认为CT值用于对缺损区修复再造后骨密度的评价具有一定的价值，可以用CT测量值来预测骨密度。 CBCT是近几年新发展的检测技术，它具有一次扫描、三维成像，三维影像更加清晰，最小分辨率可达到0.125mm，并可以实时显示横纵断面的三维影像，使得成骨效能的检测更加全面、直观、可靠。随着CBCT在口腔医学影像诊断学的发展应用，已有不少研究者将CBCT应用于颌面骨缺损修复效果的检测。刘苗等[8]应用CBCT观察人工骨对兔下颌骨缺损的修复效果，得到清晰的三维图像，能够多角度多层面地观察下颌骨缺损修复后的成骨情况，提示
骨组织修复材料的仿生合成 侯京朋 长期以来, 缺损骨骼的再生修复一直是骨研究领域的重要内容。近20年来, 骨的仿生制备已成为缺损骨骼修复研究的重要内容。几乎所有优异的生物矿化材料都采取有机分子调控无机相生长的策略, 因此, 从生物分子调控水平上去理解骨的形成和矿化过程, 并在此基础上研究骨生物材料的合成是突破这一领域的 关键。 1 分子仿生的原理 受天然生物体结构和功能的启发, 采用仿生的思想进行生物材料的合成设计已有悠久历史。传统的仿生学设计, 常采用材料合成的方法去模拟生物体系。但是, 天然矿化组织都是由生物大分子(脂类、蛋白、多聚糖)和无机矿物组成的复合材料, 从宏观到微观、从分子到纳米都是自组装的有序等级结构。这种结构主要是利用有机大分子(蛋白质、多糖、脂类等)自组装, 无机晶体核化、定向、生长和空间形态等方面的调控作用使其在纳米水平上表现出非凡的有序性, 这些都是传统的材料合成方法所无法实现的。随着分子生物学、分子物理、化学和纳米技术的发展, 依据生物矿化过程的“有机基质调控”理论, 生物大分子的自组装和纳米合成技术的联合应用, 使仿生学进入了分子水平, 在此基础上形成一门新的分支学科———仿生材料化学。 2 骨组织修复材料仿生合成的现状 2.1 自组装表面活性剂微囊仿生合成无机骨修复材料 通过表面活性剂形成脂质小泡, 原位合成具有复杂微孔结构和精确表面形态的仿生无机材料。Walsh等首次使用微乳方法合成了高度有序的无机仿生骨材料。刘景洲以天然来源的卵磷脂为双亲分子, 正十四烷油相和水相形成的微乳胶为磷酸钙矿化的“模板”, 调控、诱导矿化。获得由卵磷脂与羟基磷灰石(HA)共同构建的具有纳米结构的立体网状、空心棒状、空心球状产物, 制备了具有纳米微观结构的生物活性替代材料。这些方法主要应用于合成无机生物材料, 而且必须去除表面活性剂。 2.2 钛材表面的仿生涂层
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行业市场研究属于企业战略研究范畴，作为当前应用最为广泛的咨询服务，其研究成果以报告形式呈现，通常包含以下内容： 一份专业的行业研究报告，注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况，旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。 一份有价值的行业研究报告，可以完成对行业系统、完整的调研分析工作，使决策者在阅读完行业研究报告后，能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势，确保了决策方向的正确性和科学性。 中国市场调研在线https://www.doczj.com/doc/d818296257.html,基于多年来对客户需求的深入了解，全面系统地研究了该 行业市场现状及发展前景，注重信息的时效性，从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。
2017-2023年全球及中国骨移植替代品行业发展调研与发展趋势分析报告报告编号：550634 市场价：纸介版7800元 电子版8000元 纸质＋电子版8200元 优惠价：￥7500元 可开具增值税专用发票 在线阅读：https://www.doczj.com/doc/d818296257.html,/yjbg/yyhy/qt/20170325/550634.html 温馨提示：如需英文、日文、韩文等其他语言版本报告，请咨询客服。 《2017年全球及中国骨移植替代品行业发展调研与发展趋势分析报告》通过骨移植替代品项目研究团队多年对骨移植替代品行业的监测调研，结合中国骨移植替代品行业发展现状及前景趋势，依托国家权威数据资源和一手的调研资料数据，对骨移植替代品行业现状及趋势进行全面、细致的调研分析，采用定量及定性的科学研究方法撰写而成。 《2017年全球及中国骨移植替代品行业发展调研与发展趋势分析报告》可以帮助投资者准确把握骨移植替代品行业的市场现状及发展趋势，为投资者进行投资作出骨移植替代品行业前景预判，挖掘骨移植替代品行业投资价值，同时提出骨移植替代品行业投资策略、营销策略等方面的建议。 [正文目录] 网上阅读：https://www.doczj.com/doc/d818296257.html,/ 第1章，分析骨移植替代品行业特点、分类及应用，重点分析中国与全球市场发展现状对比、发展趋势对比，同时分析中国与全球市场的供需现在及未来趋势。 第2章，分析全球市场及中国生产骨移植替代品主要生产商的竞争态势，包括2016年和2016年的产量、产值、市场份额及各厂商产品价格。同时分析行业集中度、竞争程度，以及国外先进企业与中国本土企业的SWOT分析。 第3章，从生产的角度，分析全球主要地区骨移植替代品产量、产值、增长率、市场份额及未来发展趋势，主要包括美国、欧洲、日本、中国、东南亚及印度地区。 第4章，从消费的角度，分析全球主要地区骨移植替代品的消费量、市场份额及增长率，分析全球主要市场的消费潜力。 第5章，分析全球骨移植替代品主要厂商，包括这些厂商的基本概况、生产基地分布、销售区域、竞争对手、市场地位，重点分析这些厂商的骨移植替代品产能、产量、产值、价格、毛利率及市场占有率。 第6章，分析不同类型骨移植替代品的产量、价格、产值、份额及未来产品或技术的发展趋势。同时分析全球市场的主要产品类型、中国市场的产品类型，以及不同类型产品的价格走势。
用于人工骨的材料 Revised by Jack on December 14,2020
用于人工骨的材料 目前用于骨修复的生物材料分为以下几种:医用生物陶瓷、医用高分子材料、医用复合材料、纳米人工骨 一．医用生物陶瓷材料 生物活性陶瓷, 主要指磷灰石(AP) ,包括羟基磷灰石(HAP)和磷酸三钙( TCP)等。目前应用最多的是HAP。人骨无机质的主要成分是HAP,它赋予骨抗压强度,是骨组织的主要承力者,人工合成的HAP是十分重要的骨修复材料,这是由于它的组成性质与生物硬组织的HAP极为相似,并具有良好的生物相容性,可与自然骨形成强的骨键合,一旦细胞附着、伸展,即可产生骨基质胶原,以后进一步矿化,形成骨组织。 α2磷酸三钙(α2TCP)骨水泥具有水合硬化特性,可作为一种任意塑型的新型人工骨用于骨缺损填充。它在动物体内形成蜂窝状结构,动物组织可逐渐长入此蜂窝状结构中,形成牢固的骨性键合[ 3 ]。β2TCP[ 4 ]属可吸收生物陶瓷,在体内要被逐渐降解和吸收,但其强度较低,主要用于骨修复或矫正小的骨缺损或骨缺陷, 如骨缺损腔填充。尽管β 2TCP植入体内可被降解和吸收,新骨将逐渐替换植入体,但由于其降解和吸收速度与骨形成速度难达到一致,所以不宜作为人体承力部件。目前磷酸钙陶瓷要用于作小的承力部件、涂层、低负载的植入体。 二．医用生物高分子材料 高分子聚合物已被广泛用作骨修复材料,可降解聚乳酸( PLA)用于口腔外 科,聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA)骨水泥用于骨填充,聚乙醇酸( PGA)作为可吸收螺钉用于骨固定。 生物降解材料制作的接骨材料,其弹性模量较金属更接近骨组织的弹性模量,有利于骨折愈合,且随着骨折的愈合,材料逐渐在体内降解,不需二次手术取出。PLA[ 5 ]是一类有应用价值的生物材料,它的降解速度取决于它的分子量、分子取向、结晶度、物理及化学结构,但其降解的机制主要是因为酯键的水解。目前PLA主要用于骨外科部件,例如骨针、骨板。Minori et al[ 7 ]用不同分子量的PLA 和聚乙二醇( PEG)制成PLA2PEG 共聚物作为骨形成蛋白(BMP ) 的载体, 其中PLA 6 5002PEG3 000共聚物具有一定的弹性,是较好的BMP载体。 三．医用复合材料 复合人工骨[ 13 ]的研究近年来取得了很大进展,其基本原理是将具有骨传 导能力的材料与具有骨诱导能力的物质如骨生长因子、骨髓组织等复合制备成复合人工骨,使它们既具有骨传导作用,又具有骨诱导作用。 3. 1 磷酸钙复合人工骨主要包括TCP及HAP与胶原、骨生长因子等复合人工骨。原位自体骨与磷酸钙人工骨混合植骨应用在脊柱侧凸畸形矫正术中, 是一种实用、简易、可靠的植骨方法。 3. 2 聚合物复合人工骨生物降解聚合物是近年生物材料研究领域中的一个 热点,通过技术工可合成各种结构形态,一定的生物降解特性的各种聚合物。但 它们无骨诱导活性,需与其它骨诱导因子复合应用才能取得良好效果。 3. 3 红骨髓复合人工骨骨髓由造血系统和基质系统两部分组成。健康红骨 髓的基质细胞中含有定向性骨祖细胞(DOPC)和可诱导性骨祖细胞( IOPC) 。DOPC具有定向分化为骨组织的能力,IOPC在诱导因子(如BMP)作用下才能分化成骨。Zakrzewska et al[ 17 ]将骨髓细胞与HAP结合,并分别加入成纤维细胞生长因子( bFGF) 和(或) 成骨蛋白21(OP21) ,通过测定胸腺嘧啶掺入到DNA中的量、ALP的活性及新生骨的形成,来了
骨移植替代材料——国外专家讲座 发表者：王呈1710人已访问 2011年中华医学会第十三届全国骨科学术会议暨第六届国际学术大会（COA）在北京国家会议中心隆重举行。在12月4日早晨的教程讲座上，德国柏林创伤中心Michael Wich教授应邀作了题为“骨替代材料在创伤骨科的应用”的报告，深入浅出地阐述了骨与骨替代材料移植的原则和理念，对临床有很好的指导意义。作为报告翻译，我有义务将它整理出来，为提高创伤骨科的学术水平尽微薄之力。 自1862年Jobi MeeKren冒教会之大不韪，利用犬颅骨为一名颅骨缺损士兵进行移植修复，至第一次世界大战前后受到世人公认，骨及骨替代物移植技术发展至今已有200多年历史，成为临床上治疗骨缺损的重要手段，并得到广泛应用。在欧洲，骨移植替代材料的应用呈逐年增加趋势，2010年就超过50万例。应用的移植物材料品种也越来越多，包括自体骨、同种异体骨、异种骨、人工合成骨、脱钙骨基质和骨形态发生蛋白（BMP）等。不过，应用最多的依然是自体骨移植，所占份额几乎达到2/3。 在创伤骨科临床实践中，常常遇到结构性骨缺损,骨折塌陷的关节面复位后会遗留软骨下骨缺损，还有骨折愈合不良和萎缩性骨不连等。这些情况均需要移植骨骼或骨骼替代品进行治疗。至于如何重建骨骼，促进骨愈合，则要遵循所谓“钻石法则”[1]，即从4个基本要素出发加以考虑：①骨传导基质，系提供间充质干细胞迁移、黏附和增生的基质，为血管长入和新骨形成提供支架；②骨诱导因子，包括BMP、肿瘤生长因子（TGF）-β、成纤维细胞生长因子（FGF）、血小板源性生长因子（PDGF）、胰岛素样生长因子（IGF）等，能够刺激原始、未分化的多能干细胞向成软骨细胞或成骨细胞分化，形成新骨；③成骨细胞，包括骨原细胞（成骨细胞或骨祖细胞），一旦植入合适的环境，就能够直接形成新骨；④稳定的生物力学环境，有助于将自然的生物力学应力传递到周围的正常骨结构上，增强植骨部位对内固定物的把持力，满足力学支撑的要求。 自体骨基本上具备上述4个基本条件，移植3～6个月之后便可以完成骨的爬行替代、再生和塑形。因此，自体骨移植一直被认为是植骨的金标准，临床上进行植骨手术首选自体骨。问题是，自体骨取材有限，切取供移植的骨骼时难免增加失血量，延长手术时间，给病人增加痛苦，供区部位还会有一定的不适，甚至出现并发症。正是这些固有的缺陷，使自体骨移植在临床的应用受到一定限制，迫使人们去寻找并应用其他替代材料，以满足临床治疗的需要。 目前，临床上用于移植修复骨缺损的材料包括自体骨、同种异体骨、异种骨和人工合成骨。各种材料的特性不一，论及优势和缺点，则各有千秋。自体松质骨和皮质骨都具有良好的骨诱导能力、成骨能力和骨传导作用，但皮质骨的生物力学性能略高一筹；自体骨髓虽然也有很好的成骨和骨诱导能力，但缺乏骨传导能力和生物力学性能。它们各自具有不同的适应证
异种骨和人工骨修复骨肿瘤性骨缺损 方志伟，李舒，樊征夫，白楚杰，刘佳勇，薛瑞峰，张路 北京大学肿瘤医院暨北京市肿瘤防治研究所，骨与软组织肿瘤科，恶性肿瘤发病机制及转化研究教育部重点实验室，北京市 100142 Xenograft and calcium sulphate in treating benign bone tumor Fang Zhi-wei, Li Shu, Fan Zheng-fu, Bai Chu-jie, Liu Jia-yong, Xue Rui-feng, Zhang Lu Key Laboratory of Carcinogenesis and Translational Research (Ministry of Education), Department of Orthopedic Oncology, Peking University Cancer Hospital & Institute, Beijing 100142, China 摘要 背景：自体植骨是修复骨肿瘤刮除后骨缺损最理想的材料和方法，但存在增加手术创伤，取骨部位的后遗症如感染和疼痛及自体骨的取量有限等缺点。 目的：分析硫酸钙人工骨和异种骨修复良性骨肿瘤刮除后骨缺损的临床疗效。 方法：选择26例良性骨肿瘤患者，其中骨巨细胞瘤8例，内生软骨瘤5例，纤维组织细胞瘤4例，骨纤维异样增殖症3例，非骨化性纤维瘤2例，骨囊肿2例，动脉瘤样骨囊肿和软骨母细胞瘤各1例。12例采用单一硫酸钙骨粒填充肿瘤切除后的骨缺损，6例采用单一异种骨条填充肿瘤切除后的骨缺损，8例采用硫酸钙骨粒+异种骨条填充肿瘤切除后的骨缺损。治疗后1周内、3个月、1年拍X射线片检查，了解植骨愈合情况。 结果与结论：治疗后随访36-72个月，发现硫酸钙骨粒的降解发生较早，一般治疗后1个月就开始出现骨粒降解，3个月大部分已降解完毕并有骨替代发生，1年骨修复塑型良好；异种骨条3个月后降解并有骨替代发生，植骨充填物边缘模糊，6个月后骨缺损及充填物之间边界变模糊，有融合现象，1年骨缺损内密度均匀，骨小梁形成明显，骨修复良好；骨粒+骨条混合植骨者介于单纯硫酸钙骨粒和单纯异种骨条之间，出现骨粒部分先降解先修复、骨条部分后降解后修复，一般术后1年达到骨性愈合。说明硫酸钙人工骨和异种骨在骨肿瘤性骨缺损修复应用中的效果良好，在良性骨肿瘤刮除后植骨可以替代自体骨植骨。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程 全文链接： 关键词：生物材料；骨生物材料；骨肿瘤；人工骨；硫酸钙；异种骨；植骨； Abstract： BACKGROUND: Autologous bone graft is the best method to repair bone defects after tumor curettage, but its shortcomings are as follows: increased surgical trauma, sequelae at bone graft site such as infection and pain, and a limited amount of autologous bone. OBJECTIVE: To analyze the effectiveness of xenograft and calcium sulphate artificial bone in treating bone defects after benign bone tumor removed. METHODS: Totally 26 cases of benign bone tumor were selected, including 8 cases of giant cell tumor, 5 of enchondroma, 4 of fibrous histiocytoma, 3 of bone fibrous dysplasia, 2 of non-ossifying fibroma, 2 cases of bone cysts, 1 of aneurysmal bone cyst and 1 of aneurysmal bone cyst and 1 case of chondroblastoma. Of the 26 cases, 12 cases underwent calcium sulphate pellets alone to fill bone defects after benign bone tumor removed, 6 cases were subjected to xenograft alone, and 8 cases were treated with calcium sulphate pellets combined with xenograft. The X-rays were taken at 1 week, 3 months, and 1 year after the operation in all patients to assess the bone healing process. RESULTS AND CONCLUSION: All the patients were followed up for 36-72 months. The absorption of calcium sulphate appeared to be absorbed earlier, the earlier absorption appearance could be observed as earlier as 1