骨移植材料研究进展
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中国器官移植的现状、成因及伦理研究页数:5
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21世纪器官移植热点,进展及其发展的新趋势页数:58
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器官移植的进展页数:2
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异种器官移植的研究进展页数:2
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人体的器官移植-课件页数:33
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组织器官移植的现状及存在的问题页数:31
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可降解锌基骨植入材料及其表面改性研究进展
第53卷第2期表面技术2024年1月SURFACE TECHNOLOGY·1·研究综述可降解锌基骨植入材料及其表面改性研究进展冯博玄1，谭晋韵2，裴佳1，袁广银1*（1.上海交通大学 轻合金精密成型国家工程研究中心和金属基复合材料国家重点实验室，上海 200240；2.复旦大学附属华山医院，上海 200040）摘要：医用锌及锌合金有望成为新一代可降解骨植入物材料来促进骨缺损的修复。
概述了可降解医用锌基材料的优势，包括较好的生物安全性和抗菌效果、能促进植入部位周围血管和新骨的生成以及骨相关基因的表达能力。
在此基础上，从基底材料、细胞种类及实验结果等方面系统总结了近年来关于可降解医用锌基材料生物相容性和降解行为的研究。
同时，归纳了可降解医用锌在临床修复骨缺损方面所面临的主要问题和挑战，包括较差的力学性能和较强的细胞毒性。
可降解医用锌较差的力学性能可以通过合金化进行改善，概述了多种新型医用锌合金的力学性能及其生物相容性。
表面改性是提高可降解医用锌基表面生物相容性和调控降解的有效手段。
从基底样品、表面改性手段、使用的细胞或动物模型以及细胞相容性和降解行为等方面，综述了近年来可降解锌基骨植入材料表面改性的研究现状，提出了可降解锌基骨植入材料表面改性目前所面临的难点问题，包括传统表面改性手段加剧了锌离子的释放或在表面改性后可降解医用锌的生物相容性改善功效不足，以及未来的发展方向。
关键词：可降解医用锌；骨植入材料；生物相容性；降解行为；表面改性中图分类号：O61；O62；Q25 文献标志码：A 文章编号：1001-3660(2024)02-0001-14DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2024.02.001Research Progress of Biodegradable Zinc-based OrthopedicImplant Materials and Their Surface ModificationFENG Boxuan1, TAN Jinyun2, PEI Jia1, YUAN Guangyin1*(1. National Engineering Research Center of Light Alloy Net Forming & State Key Laboratory ofMetal Matrix Composite, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China;2. Huashan Hospital Affiliated to Fudan University, Shanghai 200040, China)ABSTRACT: In recent years, biodegradable metals, represented by magnesium (Mg), zinc (Zn), and iron (Fe), have received extensive attention from the biomedical and materials fields both domestically and internationally. This article outlined the requirements for ideal bone implant materials, and the advantages of biodegradable metals over other biodegradable materials, including mechanical performance, degradation performance, and biocompatibility. In addition, the degradation mechanism of biodegradable metal materials was summarized. Among them, Mg had been extensively investigated, but its rapid degradation rate lead to compromised mechanical properties and uncontrolled hydrogen evolution. Conversely, the degradation rate of Fe收稿日期：2023-01-04；修订日期：2023-02-25Received：2023-01-04；Revised：2023-02-25基金项目：国家自然科学基金（52130104，51971141）；科技部重点研发专项（2021YFE0204900，2018YFE0115400）Fund：National Natural Science Foundation of China (52130104, 51971141); the National Key Research and Development Program of China (2021YFE0204900, 2018YFE0115400)引文格式：冯博玄, 谭晋韵, 裴佳, 等. 可降解锌基骨植入材料及其表面改性研究进展[J]. 表面技术, 2024, 53(2): 1-14.FENG Boxuan, TAN Jinyun, PEI Jia, et al. Research Progress of Biodegradable Zinc-based Orthopedic Implant Materials and Their Surface Modification[J]. Surface Technology, 2024, 53(2): 1-14.·2·表面技术 2024年1月was notably sluggish, approaching that of non-degradable materials. Zn and Zn alloys, due to their moderate degradation rate, good mechanical properties, and biological safety, were expected to become a new generation of biodegradable bone implant materials to promote bone defect repair. This article summarized the advantages of biodegradable Zn-based materials, including biological safety, antibacterial effects, and the ability to promote the generation of blood vessels and new bone around the implant site, as well as to promote the expression of bone-related genes. Based on this, recent research on the biocompatibility and degradation behavior of biodegradable Zn-based materials was systematically summarized from the aspects of substrate materials, cell types, and experimental results. At the same time, the main problems and challenges faced by the clinical application of biodegradable Zn for repairing bone defects were summarized, including poor mechanical properties and strong cytotoxicity. The poor mechanical properties of biodegradable Zn could be improved through alloying. This article outlined the mechanical properties and biocompatibility of various new medical Zn alloys. The potent cytotoxicity of biodegradable Zn used in medical applications arose from the local accumulation of Zn2+ ion generated during degradation. Zn2+ ion was reported to exhibit biphasic effect on cells. The low concentration of Zn2+ ion could promote the cell adhesion, proliferation, and differentiation. In contrast, the local high concentration of Zn2+ ion resulted from the rapid degradation rate of Zn implants at the initial stage of implantation, and some degradation products such as ZnO and Zn(OH)2 with poor biocompatibility always lead to cytotoxicity and inflammation surrounding the Zn implants, further delaying the regeneration and repair of bone defects. Zn still exhibited slight cytotoxicity after alloying, and surface modification was an effective means to improve the surface biocompatibility and regulate degradation of biodegradable Zn. This article reviewed the current research status of surface modi-fication of biodegradable Zn-based bone implant materials from the aspects of substrate samples, surface modification methods, cell or animal models used, and cell compatibility and degradation behavior, and proposed the current difficulties and future development directions of surface modification of biodegradable Zn-based bone implant materials. Surface modification of biodegradable Zn is still nascent, and there are scarce relevant studies with restricted advancement in the biocompatibility of biodegradable Zn. Traditional surface modification methods have increased the release of Zn2+ ion, resulting in higher cyto-toxicity. Alternatively, the efficacy of improving the biocompatibility of biodegradable Zn through surface modification has been insufficient. The future research direction of biodegradable Zn-based materials should focus more on surface modification methods such as phosphate and its composite coatings, as well as biodegradable polymer coatings.KEY WORDS: biodegradable zinc; bone implant material; biocompatibility; degradation behavior; surface modification每年由机械外伤导致的骨折、由炎症引发的骨组织坏死、由骨肿瘤引起的骨缺损等疾病的患者有数百万人[1-3]。
牙本质作为骨移植材料的应用研究进展
牙本质作为骨移植材料的应用研究进展
申丁;仲维剑
【期刊名称】《口腔医学研究》
【年(卷),期】2016(32)6
【摘要】颌骨缺损不仅导致功能和形态异常,而且给缺失牙的种植修复带来困难。
为避免自体骨用来修复骨缺损所带来的二次损伤,寻找性能优良的骨替代材料是目
前研究的热点。
牙本质因其容易获取、制备简单、成骨效果确实,近年来颇受关注。
本文将对牙本质的成骨机制,制备方法和特点以及临床应用作一综述。
【总页数】3页(P656-658)
【关键词】牙本质;骨移植;骨再生
【作者】申丁;仲维剑
【作者单位】大连医科大学口腔医学院口腔外科
【正文语种】中文
【中图分类】R782.05
【相关文献】
1.骨移植材料在口腔疾病患者中的应用研究进展 [J], 张洪凯
2.自体牙本质颗粒作为骨移植材料在上颌中切牙种植治疗中的应用 [J], 崔婷婷; 寇霓; 仲维剑; 马国武
3.自体牙本质作为骨移植材料的临床应用进展 [J], 肖闻澜; 胡琛; 荣圣安; 屈依丽
4.自体牙本质作为骨移植材料的临床应用进展 [J], 肖闻澜;胡琛;荣圣安;屈依丽
5.牙本质作为骨移植材料的研究进展 [J], 赵彬彬;仲维剑;马国武
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人工植骨材料的研究进展
颈外 科 、 口腔 颌 面 外 科 等 有 着 广 泛 的 临 床 需 要 ， 临床 常 用 的植 骨材 料 包 括 自体 骨 、异 体骨 （ 括 异 包
体 冻 干 骨 和 异 体 脱 矿 骨 基 质 Ｄｅ ｎ ｒ ｌ ｅ ｏ ｅ ｍｉｅａｉ ｄ Ｂ ｎ ｚ
应用 中的问题 及改 性研 究进 展作一 综述 。
性和 骨传 导 特性 ｌ 一 ｌ 。临床 所 用 合成 磷酸 钙 陶 瓷类 ，
Ｍａｒ ，Ｄ Ｍ） ｔｉ ｘ Ｂ 、骨形成蛋 白（ＭＰ和各 类人工骨Ⅲ Ｂ ） 。
目前 ， 自体骨 仍 然是 最 有效 的 主要 植 骨 材料 来 源 ，
但 由于 取骨 量有限 和取 骨带来 的诸 多并 发症 ，限 制 了其 临床 应 用 。异 体 骨 则存 在 着 感 染 、传播 疾 病 、
磷灰 石（ ｄ ｏ ｙ ｐ ｔ ｅ Ｈｙ ｒｘ ａａｉ ，ＨＡｐ主 要通 过通 过 高温 ｔ ）
烧 结而 成 ，属于 难溶盐 ，材料脆性 强 、塑形 极 为 困 难 、体 内 几乎不 能降解 ，使其应 用受 到限制 ，以后
贵 ，并需 要与载 体复 合使 用 。因此 ，研 究各类 人工
植 骨代材 料 ，以克服 自体 或异 体骨 固有 的缺点 ，是 临床 迫切 需要 解决 的问题 。 理 想植 骨 材料 应 该具 有 以下 特 点［：良好 的生 ２ １
免 疫原 性 、成骨能 力 以及 质量 因供 体不 同而差 异 较 大 等 问题 ，而且 骨 源 有限 、价格 昂贵 。Ｂ ＭＰ具 有 骨 诱导活 性和 优异 的成骨 性能 ，但 缺乏 骨传导 活性 和 力学强 度 ，大 多通 过基 因工程 得到 ，价 格极 其 昂
植 基
口腔颌面修 复学杂志 ２ ０ ０ ８年 １ ０月第 ９卷第 ４期
体 冻 干 骨 和 异 体 脱 矿 骨 基 质 Ｄｅ ｎ ｒ ｌ ｅ ｏ ｅ ｍｉｅａｉ ｄ Ｂ ｎ ｚ
应用 中的问题 及改 性研 究进 展作一 综述 。
性和 骨传 导 特性 ｌ 一 ｌ 。临床 所 用 合成 磷酸 钙 陶 瓷类 ，
Ｍａｒ ，Ｄ Ｍ） ｔｉ ｘ Ｂ 、骨形成蛋 白（ＭＰ和各 类人工骨Ⅲ Ｂ ） 。
目前 ， 自体骨 仍 然是 最 有效 的 主要 植 骨 材料 来 源 ，
但 由于 取骨 量有限 和取 骨带来 的诸 多并 发症 ，限 制 了其 临床 应 用 。异 体 骨 则存 在 着 感 染 、传播 疾 病 、
磷灰 石（ ｄ ｏ ｙ ｐ ｔ ｅ Ｈｙ ｒｘ ａａｉ ，ＨＡｐ主 要通 过通 过 高温 ｔ ）
烧 结而 成 ，属于 难溶盐 ，材料脆性 强 、塑形 极 为 困 难 、体 内 几乎不 能降解 ，使其应 用受 到限制 ，以后
贵 ，并需 要与载 体复 合使 用 。因此 ，研 究各类 人工
植 骨代材 料 ，以克服 自体 或异 体骨 固有 的缺点 ，是 临床 迫切 需要 解决 的问题 。 理 想植 骨 材料 应 该具 有 以下 特 点［：良好 的生 ２ １
免 疫原 性 、成骨能 力 以及 质量 因供 体不 同而差 异 较 大 等 问题 ，而且 骨 源 有限 、价格 昂贵 。Ｂ ＭＰ具 有 骨 诱导活 性和 优异 的成骨 性能 ，但 缺乏 骨传导 活性 和 力学强 度 ，大 多通 过基 因工程 得到 ，价 格极 其 昂
植 基
口腔颌面修 复学杂志 ２ ０ ０ ８年 １ ０月第 ９卷第 ４期
同种异体骨植骨临床应用与研究进展
Stem Cell Transplantation for Refractory Lupus Nephritis［J］.Clin J Am Soc Nephrol，2019，14（5）：719-727.［35］Sattwika PD，Mustafa R，Paramaiswari A，et al.Stem cells for lupus nephritis：a concise review of current knowledge［J］.Lupus，2018，27（12）：1881-1897.［36］Sun L，Akiyama K，Zhang H，et al.Mesenchymal stem cell transplantation reverses multiorgan dysfunction in systemiclupus erythematosus mice and humans［J］.Stem Cells2009，27（6）：1421-1432.［37］Gu Z，Tan W，Feng G，et al.Wnt/β-catenin signaling medi-ates the senescence of bone marrow-mesenchymal stemcells from systemic lupus erythematosus patients throughthe p53/p21pathway［J］.Mol Cell Biochem，2014，387（1-2）：27-37.［38］Deng D，Zhang P，et al.A randomised double-blind，place-bo-controlled trial of allogeneic umbilical cord-derivedmesenchymal stem cell for lupus nephritis［J］.Ann RheumDis，2017，76（8）：1436-1439.（收稿：2019-11-12修回：2019-12-15）同种异体骨植骨临床应用与研究进展滕沙格陈哲范佳俊陈岩松关键词同种异体骨；植骨；骨缺损；骨修复重建；并发症人体骨骼具有自我再生和自我修复功能，这使得受损器官能够完全恢复到其损伤前的组成、结构和功能[1]。
人工骨的材料研究和应用
人工骨的材料研究和应用随着科技的发展，人类已经找到了许多替代品来代替自然骨骼。
从一开始的金属板和螺钉到如今的人造骨骼，人类的医学技术已经取得了飞速的发展。
人工骨骼材料的研究和应用，为我们提供了更多的治疗选择，也让我们更能够照顾到身体功能受损的患者。
一、人工骨骼材料的起源人工骨的材料起始于二战时期，当时一些受伤的士兵因为缺乏骨骼支撑而变得身体局部失去功能。
对此医生们开始研究，发现使用钢板等材料来代替骨骼是十分有效的。
随着时间的推移，医疗技术不断进步，金属材料也逐渐过时了。
医师们开始使用人造骨和生物复合材料等材料，医学科研人员也为人工骨的研究奠定了坚实的基础。
二、人工骨的分类人工骨骼材料可以分为两类，一类是运用传统材料制造而成，如钛合金，深海珊瑚，高分子材料等。
另一类是运用纳米、分子提取技术制造而成，如生物可降解材料等。
钛合金一直是常用材料之一，这种具有强度高、生物相容性好、表面能够容易吸附骨组织等独特优势的材料已经成为最受癌症患者欢迎的人工骨材料之一。
三、人工骨的应用人工骨的应用范围很广，新技术的引入和创新就可以将应用范围提升到一个全新的水平。
目前，人工骨的最主要应用领域是骨折和骨缺损修复。
此外，它还能够用于植入骨组织生长因子和其他生物材料。
这些都可以用于增加自体骨的分化和生长，以及细胞移植和治疗脊椎病等。
四、人工骨的研究人工骨骼材料的研究对于发现更好的材料来说至关重要。
现在科学家们正在考虑更好的人造骨骼材料。
例如，研究人员正在以纳米技术的方式生产人造骨和生物复合材料等。
该研究不仅促进了人报骨材料的发展，同时也使得像关节软骨和神经细胞等类型的细胞生长更为容易。
总的来说，人造骨骼材料的研究和应用是改善患者生活质量的必要手段，同时也反映了当前医学技术的应用水平。
人工骨的材料研究和应用在未来一定会得到进一步的改善。
生物科技也将带着我们离开传统医疗的时间，更好地为我们的身体修复工作提供支持。
生物医用人工骨修复材料研究现状
生物医用人工骨修复材料研究现状1.研究背景人体骨组织本身有一定的再生和自修复能力，但只限于小面积的骨缺损，并且随着年龄的增长、疾病、其他因素，这种能力会有所衰退。
其中，软骨是一种致密的结缔组织。
关节软骨缺乏血供以及受伤后未分化的细胞难以迁移到受伤部位，所以其自身修复的能力较差。
因此对于创伤、感染、肿瘤以及发育异常的个原因引起较大的骨缺损，单纯依靠骨组织自身的修复自然无法自然自愈，需要进行骨移植手术治疗。
常用人工骨修复材料分为四类，为金属材料、有机高分子材料、无机非金属材料、复合材料[1]。
1.人工骨修复材料分类及特点2.1 金属材料用于人工骨的金属材料主要材料为不锈钢、钛合金、钴基合金，此外还有贵金属、纯金属钽、铌、锆。
金属材料的优点是力学强度高，缺点是可能有毒性、易腐蚀，应力遮挡效应，易造成骨质疏松[2]。
2.2 无机非金属材料无机非金属材料具有与天然骨良好的亲和性，可在人体内稳定存在，适合用作人体硬组织部位的替换材料。
磷酸钙、生物活性玻璃是骨修复研究中常用的无机非金属材料[3]。
磷酸钙有良好的生物降解性、理想的生物相容性和骨传导性。
磷酸钙表面能形成磷灰石层，与骨组织通过化学键稳定结合，进而提高与受损骨间的整合效果。
2.3 有机高分子材料骨组织工程研究中常用的有机高分子材料，根据来源可分为天然高分子与人工合成高分子两类。
其中，天然高分子包括胶原、纤维蛋白、丝素蛋白、甲壳素、透明质酸、海藻酸钠和壳聚糖等；人工合成高分子包括聚羟基乙酸（PGA）、聚乳酸（PLA）、羟基乙酸-乳酸共聚物（PLGA）和聚已内酯[4]。
胶原是天然骨中有机质的主要组成成分，具有良好的生物相容性。
它能为钙盐沉积提供位点，同时还能与调控细胞矿化的蛋白相结合，促进骨基质矿化。
但存在机械强度较低、降解过快等不可调控的缺陷。
2.4 复合材料复合材料是根据材料的优缺点，将两种或以上的不同材料进行复合制得，不仅兼具组分材料的性质，还可以得到单组分材料不具备的新性能。
利用生物材料构建人工骨组织的研究
利用生物材料构建人工骨组织的研究人体骨骼是支撑骨架、保护内脏和组织、储存矿物质和生产红血球等多种重要功能的基石。
但是由于意外伤害、疾病和老化等原因，许多人需要接受人工骨植入手术来恢复骨骼功能和延缓骨质疏松等疾病的进展。
传统的人工骨植入材料如金属、陶瓷和聚乳酸等存在重量过大、机械性能差、生物相容性差和易造成损伤等不足之处，因此研究利用生物材料构建人工骨组织已成为当前生物医学领域的热点之一。
生物材料是指能与生物系统相互作用的材料，包括天然材料和人造材料两种。
天然材料如骨骼、牙齿、肌肉和胶原蛋白等具有良好的生物相容性和生物活性，但由于来源不稳定和加工难度大等原因限制了其应用。
人造材料如聚乳酸、聚羟基磷灰石、羟基磷灰石和生物玻璃等则根据其物理性质和表面活性不同具有不同的特点和应用领域。
首先，聚乳酸（Polylactic acid，PLA）是一种具有良好生物相容性和可降解性的生物材料，已被广泛用于人工骨植入材料的制备和临床应用。
PLA能在体内被细胞分解为乳酸，通过代谢途径最终被氧化为CO2和H2O，不会产生毒性和铁释放等不良影响。
研究表明，PLA可用于制备复杂形状和合适大小的人工骨组织，因为其骨移植和骨生成效果良好，与患者自身骨组织相容性较好。
此外，PLA的制备成本相对较低，为大规模生产提供了条件。
其次，聚羟基磷灰石（Polyhydroxyapatite，PHA）是仿生材料中最接近天然骨组织的成分，具有与天然骨组织相似的化学成分和结构，是构建人工骨组织的理想选择。
PHA具有生物活性高、机械性能良好、良好的生物相容性和吸附作用强等优点，在生物医学领域被广泛使用；同时，它也属于可再生或再生材料的范畴，能促进人体组织再生。
然后，羟基磷灰石（Hydroxyapatite，HA）是一种含有钙磷化合物的人造材料，因其物理和化学性质类似于天然骨组织而被广泛用于人工骨植入材料的制备和临床应用。
研究表明，HA可通过多种方式与体内细胞相互作用，促进成骨细胞增殖和分化，从而促进新生骨生成。
关节软骨和半月板组织碎块移植研究进展
２ ． ２ 临床 应 用
复的早期疗效 尚可 ， 但远期疗效下降 ； 组织工程化半月板修 复费用 昂贵， 对技术及设备要求高 。组织碎块法移植方法 ， 是近年来在关节软骨及半月板无血运区损伤修复研究 中出 现的新技术 ， 现就其研究及进展作一综述 。
１ 关节软骨及半月板无血运区不能 自然愈合的原 因
能作为有效的组织工程种 子细胞 的来源 。Ｆ ｒ ｉ ｓ ｂ ｉ ｅ 等 在 成年马体 内实验 中比较新鲜 自体关节软骨碎块 移植与 自 体软骨细胞移植修 复关节 软骨缺 损 的效 果 ， 发现前 者较 后者 的软骨修复效果 更好 ， 且 前者 只需一次 手术 即可完 成， 而 自体软骨细 胞移植 需要先 取软 骨细胞 进行体外 扩 增， 再行二次 手术 回植 ， 软骨 细胞体外 扩增 技术要 求 高， 费用 高 ， 二 次 手 术 还 将 增 加 手 术 创 伤 及 感 染 风 险。 Ｍａ ｒ ｍ ｏ ｔ ｔ ｉ 等 报道将成 年及幼年人关节软骨 碎块组织接 种于不 同的支架材 料 ， 发 现软 骨细胞 能 自碎 块组织 释放 至支架材料 ， 这个过程可 以被转 化生长 因子 （ Ｔ Ｇ Ｆ ） 一 』 ３ １ 和 （ 或） 粒细胞集落刺激 因子 （ Ｇ － Ｃ Ｓ Ｆ ） ｔ ￣ 强， 释放出的软骨细 胞呈增生型表型改变 。Ｍａ ｒ ｍｏ ｔ ｔ ｉ 等 在一项 以兔 为试验 动物 的体外研 究 中， 观察 到软 骨细胞 有效地 释放到 支架 材料 中； 在另一项兔体内试 验 中， 观察到软骨 碎块 支架复 合物能产生 明显 的软骨 修复 效果 。最 近 ， Ｍａ ｒ ｍｏ ｔ ｔ ｉ 等 又 以山羊为实 验动 物 ， 也获 得 了相似 的研究 结果 。Ｌ ｉ ｎ ｄ 等［ ９ 报道在 山羊 体 内实验 研究 中发 现 ， 将 自体 软骨 细胞 和软骨组织碎块分别接种于胶原支架并用于修 复关 节软 骨缺损后产生的关节软骨修复效果相似 。
复的早期疗效 尚可 ， 但远期疗效下降 ； 组织工程化半月板修 复费用 昂贵， 对技术及设备要求高 。组织碎块法移植方法 ， 是近年来在关节软骨及半月板无血运区损伤修复研究 中出 现的新技术 ， 现就其研究及进展作一综述 。
１ 关节软骨及半月板无血运区不能 自然愈合的原 因
能作为有效的组织工程种 子细胞 的来源 。Ｆ ｒ ｉ ｓ ｂ ｉ ｅ 等 在 成年马体 内实验 中比较新鲜 自体关节软骨碎块 移植与 自 体软骨细胞移植修 复关节 软骨缺 损 的效 果 ， 发现前 者较 后者 的软骨修复效果 更好 ， 且 前者 只需一次 手术 即可完 成， 而 自体软骨细 胞移植 需要先 取软 骨细胞 进行体外 扩 增， 再行二次 手术 回植 ， 软骨 细胞体外 扩增 技术要 求 高， 费用 高 ， 二 次 手 术 还 将 增 加 手 术 创 伤 及 感 染 风 险。 Ｍａ ｒ ｍ ｏ ｔ ｔ ｉ 等 报道将成 年及幼年人关节软骨 碎块组织接 种于不 同的支架材 料 ， 发 现软 骨细胞 能 自碎 块组织 释放 至支架材料 ， 这个过程可 以被转 化生长 因子 （ Ｔ Ｇ Ｆ ） 一 』 ３ １ 和 （ 或） 粒细胞集落刺激 因子 （ Ｇ － Ｃ Ｓ Ｆ ） ｔ ￣ 强， 释放出的软骨细 胞呈增生型表型改变 。Ｍａ ｒ ｍｏ ｔ ｔ ｉ 等 在一项 以兔 为试验 动物 的体外研 究 中， 观察 到软 骨细胞 有效地 释放到 支架 材料 中； 在另一项兔体内试 验 中， 观察到软骨 碎块 支架复 合物能产生 明显 的软骨 修复 效果 。最 近 ， Ｍａ ｒ ｍｏ ｔ ｔ ｉ 等 又 以山羊为实 验动 物 ， 也获 得 了相似 的研究 结果 。Ｌ ｉ ｎ ｄ 等［ ９ 报道在 山羊 体 内实验 研究 中发 现 ， 将 自体 软骨 细胞 和软骨组织碎块分别接种于胶原支架并用于修 复关 节软 骨缺损后产生的关节软骨修复效果相似 。
异体骨、自体骨、骨痂移植治疗骨缺损的研究进展
异体骨 、 自体 骨 和 自体 骨 痂 移 植 治 疗 骨 缺 损 的 研 究 进 展 情 况
综述如下 。
１ 自体 骨 移植
１ １ 自体 骨 来 源 自体 骨 移 植 就 是 将 个 体 某 部 分 的 骨 组 织 ． 利 部位 。 由 于髂 骨本 身 在
维普资讯
现 代 中西 医 结 合 杂 志 Ｍｏｅｎ ｏｒ￣ ｏ Ｉｔ ｒｔｄＴ ａｉｏ ａＣ ｉｅ ｄＷｅｔ ｎＭｅｉｎ ０ ７Ｊｎ １ （６ ｄｒ ｕｎ ｆ ｎｅ ａ ｒｄ ｉ ｌ ｈ ｓ ａ ｓ ｒ ｄｃ ｅ ０ ｕ ， ６ １ ） Ｊ ｇ ｅ ｔｎ ｎ ｅ ｎ ｅ ｉ ２
１２ 自体骨移植的优点 ．
髂骨位 置表浅 ， 无重要 血管 、 神经
有 异 体 骨 移 植 另 一 重 要 问 题 就 是 对 供 骨 者 的 选 择 。Ｇｉ ｓｎ ｂ ｏ ｏ 等 ［ 在 对 同种 异 体 骨 移 植 的 研 究 中 ， 定 了选 择 原 则 ， 供 骨 ］ 制 如
者有如下情 况予 以排 除 ： 动 型肝 炎 ， 法解 释的 黄疸 ， 活 无 有
［ 键词］ 异体骨 ； 关 自体 骨 ； 骨痂 ； 植 移 ［ 图 分 类 号 ］ Ｒ ８ 中 ６３ ［ 文献 标 识 码 ］ Ａ ［ 章 编 号 ］ １０ 文 ０８—８ ４ （０ ７ １ —２ ２ —０ ８ ９ ２ ０ ）６ ３ ３ ２ 致 疾 病 传 播 和 免 疫 反 应 的危 险 性 相 对 小 的 多 ， 以 目前 已 不 所 再 使 用 新 鲜 异 体 骨 移 植 ］ 。新 鲜 冷 冻 骨 制 备包 括 了伴 随深 低 温 冷 冻 过 程 中 的抗 原 冲 洗 。新 鲜冷 冻 骨 在 生 化 方 面 与 自体 骨 相 似 ， 鲜 冷 冻 骨 保 存 了重 要 的 骨 形 态 发 生 蛋 白 （ ＭＰ 生 长 新 Ｂ ） 因子 。冻 干 骨 制 备 与 冷 冻 骨 相似 ， 需 进 行缩 水 ， 其 含 水 量 但 使
新型生物材料在骨修复中的研究进展
新型生物材料在骨修复中的研究进展在医学领域，骨修复一直是一个备受关注的重要课题。
由于创伤、疾病或先天性缺陷等原因导致的骨损伤，给患者带来了巨大的痛苦和生活不便。
随着科技的不断进步，新型生物材料的出现为骨修复带来了新的希望。
这些材料具有独特的性能和优势，能够更好地促进骨组织的再生和修复。
一、骨修复的挑战与需求骨组织是一种高度复杂且具有特殊结构和功能的组织。
当骨受到损伤时，其自身的修复能力有限，尤其是在大面积骨缺损或复杂骨折的情况下。
传统的治疗方法，如自体骨移植和异体骨移植，虽然在一定程度上能够解决问题，但也存在着诸多局限性。
自体骨移植虽然具有良好的生物相容性和骨诱导性，但来源有限，且会给患者带来额外的创伤和疼痛。
而异体骨移植则存在免疫排斥反应和疾病传播的风险。
因此，寻找一种理想的骨修复材料成为了医学研究的重要方向。
理想的骨修复材料应具备以下特点：良好的生物相容性，能够与周围组织良好整合，不引起免疫反应；合适的机械强度，能够提供足够的支撑；良好的骨诱导性和骨传导性，能够促进新骨的形成和生长；可降解性，在骨组织修复完成后能够逐渐被人体吸收和代谢。
二、新型生物材料的类型1、生物陶瓷材料生物陶瓷材料，如羟基磷灰石（HA）和磷酸三钙（TCP），由于其化学组成与骨矿物质相似，具有良好的生物相容性和骨传导性。
羟基磷灰石具有较高的结晶度和稳定性，能够与骨组织形成紧密的结合。
磷酸三钙则具有较好的可降解性，其降解产物能够为新骨的形成提供钙和磷等营养物质。
2、高分子材料高分子材料，如聚乳酸（PLA）、聚乙醇酸（PGA）及其共聚物（PLGA），具有良好的可加工性和可降解性。
通过调整材料的组成和结构，可以控制其降解速度和机械性能。
此外，高分子材料还可以与生物活性分子结合，进一步提高其骨修复性能。
3、金属材料钛及其合金是常用的金属骨修复材料，具有优异的机械性能和耐腐蚀性。
表面改性技术，如等离子喷涂、酸蚀处理等，可以提高钛合金的生物活性和骨整合能力。
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能力 。
异体骨是欧洲最 常用 的骨移 植替代 材料 之一 ， 因为 欧洲有运 作 良好 的骨组 织库 及较 为 明晰完 善 的法 律体 制 。异体骨通常 由尸体或关节置换术 中取 出的新鲜骨制 备 而来 。异体骨移植 物可 提供骨 传导 支架 ， 并保 留大部 分骨诱导蛋 白成分 ， 兼具骨传导及骨诱 导能力 ， 免疫排 但 异反应可使移植 骨 中供 体来 源的细胞 被杀 死 ， 故缺乏成 骨能力ｌ 。异体骨移植物应用 的安全性一直受到关 注 ， ７ ］ 疾 病传播 仍是 最大风 险之一 。因此 ， 国食 品药品管 理局 美
查
生
第 ３ 卷 第 ３ Ｉｔ ｒ ｏ ， ｙ２， ０２ Ｖ １ ３ Ｎ ． 期 ｎ Ｊ ｔ ｐ Ｍａ ５ ２１ ， ｏ Ｏ ｈ ．３， ｏ３
２ 生 长 因 子
生长 因子是 由特定 细胞 产生 ， 在不 同生理 过程 中发 挥效用 的一些多肽 ， 它们 在骨组 织修复 过程 中起 着重要 调控作用 。胰岛素样 生长 因子 （ Ｆ 一 Ｉ ）１和转 化生长 因子 Ｇ （ Ｇ ）Ｂ Ｔ Ｆ 一 主要 调节 软骨基质 合成 ； 碱性 成纤维 细胞生 长 因子 （Ｆ Ｆ 则为强力有丝分裂 因子 ， ｂＧ ） 能促进 软骨细胞分 化 。血小板衍生生长 因子（ Ｄ Ｆ 在 兔单侧 胫 骨截骨 实 ＰＧ ） 验中表现 出促进骨折愈合 的作用 。Ｍａ ｓ １ ｕ 等＿ 报道 以 绵羊为动物模型 ， 通过对 照实 验发现重 组人骨 形态发 生 蛋 白（ｈ ＭＰ － ｒＢ ） ２和磷酸三钙复合 物在骨缺损修复 中较 单 纯磷酸三钙为佳 ， 骨形 成量 与 自体 骨无 明显差 异 。为 新 了获得满意效果 ， 这些 生物分 子需要载 体送 至所需部位 并在适 当时候释放 ， 需要一 些辅助 因子 以最 大程度 地 还 发挥效用 。这些要求在很大程度上限制 了生长 因子的临 床使用 ， 同时亦需要更多研 究证 明生长 因子的临床功效 、 可靠性及安全性 。Ｃ ｒ ｇｅ １近期通过 系统 回顾 由企 ａｒ ｅ 等＿］ ａ
１ 天 然 骨 移植 物 及 替 代 物
自体骨仍是其他骨移植物参 照 比较的金 标准 。自体
骨通常取 自髂骨 ， 有时也会取 于股骨远端或胫 骨近端 ， 主
要优点在于兼具骨传导性 、 骨诱 导性 和成骨作用 ； 缺点 包括取骨区并发症 （ 取骨区疼 痛及其他潜在 的切 口感染 、 血肿 、 骨折 等）ｊ取骨 量有限 、 ｌ、 ３ 出血量增加及 手术时 间延 长等 。 自体松质骨较皮质骨移植物拥有 更好 的成骨能 力， 能与周 围组 织快速 整合 ， 这归 功于其 多孔结 构 ， 于 利 营养物质播散及微 血管 吻合重 建 ］ 自体皮质骨 移植 。 物在植骨早期 能提供 良好 的力 学支撑 ， 本无骨诱 导及 基 骨传导能力 ， 但其上存 活 的成骨细胞 能提 供一定 的成骨
国 际 骨科 学杂 志
２１ ０ ２年 ５月 第 ３ ３卷
第 ３期 Ｉ ｔ ｔｏ ， ｙ２ ，２ １ ， １ ３ ｏ ３ ｎ Ｏｒ ｐ Ｍａ ５ Ｏ ２ Ｖｏ ．３ ，Ｎ ． Ｊ ｈ
・
１ ・ ８９
骨移植材料研究进展
胡志琦
摘要
杨 兴 海 肖建如
骨移 植 手 术 已成 为 临床 上 仅 次 于 输 血 的 最 常 见 组 织移 植 术 ， 种 原 因 所 致 骨 缺 损 修 复 始 终 各
作 者单 位 ： ００３ ２００ ， 上海 长征 医 院骨肿 瘤科
（Ｄ 要求监测供体 人类免疫 缺陷病毒 （ Ｉ －、 Ｉ －） Ｆ Ａ） Ｈ Ｖ １ Ｈ Ｖ ２ 和丙型肝炎病毒抗 体 ， 国组 织库协 会要求 另加检 测人 美 类 Ｔ 淋 巴 细 胞 白血 病 病 毒 （ Ｌ －、 Ｔ Ｖ Ｉ 等 抗 ＨＴ Ｖ Ｉ Ｈ Ｌ ｑ ） 体ｌ 。异 体 骨 多 被 制 备 为 新 鲜 冷 冻 骨 及 冻 干 骨 。Ｘ ８ Ｊ ｕ 等ｌ报道显示 ，～１ ｒ ９ ７ ０ｒ ｎ直径颗 粒状新鲜冷冻 异体骨移 ｎ 植物用于治疗美国骨科 医师学会 （ Ａ Ｓ ｆ Ａ Ｏ ） 型和 Ⅲ型髋 臼 缺损 的疗 效满 意。Ｒｇ ｅｂｃ ｉ ｎ ａｈ等［ ｇ １ 报道对 １ 。 ９例锁 骨骨 折骨不愈合患者采用切开复位 内固定结合异体 骨移植 治 疗， 平均随访 １ 个月后 １ ５ ６例患者达 到临床治愈 ， 提示异 体骨移植对此类病例是可信赖的选择 。 去矿物质骨基质 （ Ｂ 由异体骨经不同的脱矿物工 Ｄ Ｍ） 序处理后获得 ， 不仅能填充骨缺损 ， 也有潜在 的骨传 导及 骨诱导作用＿ ］ １ 。可制备为粉剂 、 膏剂或者 油剂 等 ， 以适 应不 同受植部位 的需 要 ， 也可 用作 自体 骨移植 时 的扩 增 剂 。Ｄ Ｍ 能促进血管再生 ， Ｂ 并诱导宿 主干细胞分化 为成 骨细胞 ， 推测其生 物活性 与脱 矿物处理 后残存 的基质 蛋 白及生长因子有关 。Ｄ Ｍ 的骨诱 导能力受到储存 、 工 Ｂ 加 和灭 菌 方 法 的 影 响 ， 不 同供 者 之 间 也 存 在 差 异 。 在 Ｚ ｕ ａｓａ 等 研究对 比 Ｄ Ｍ 与羟基磷灰石在植 入 １ ｈ ｋ ｕｋ ｓ Ｂ ４ 例兔胫骨近端干骺 区骨缺损部位 后 的表现 ，２周后 Ｘ线 １ 片显示 １ 例植入 Ｄ Ｍ 的骨 缺损部 位达到骨 性愈 合 ， ０ Ｂ 而 羟基磷灰石植入达到骨性 愈合仅 １ 。 例 骨胶原可以促进 钙沉积 、 血管 内向性 生长及 生长 因 子聚集 ， 促进 骨愈合 ， 良好 的细胞支架 ， 常作 为黏 合 是 也 剂与具备骨传导能力的载体如羟基磷灰 石或磷酸三钙 等 合用 ， 发挥各 组分 的优势 。Ｓｏｅ等 报道 将骨 胶原一 ｔｎ 软 骨细胞复合移植物植入 ９ 例半月板撕裂 或缺损患者膝关 节中 ， 术后 ３ ～６ 月经关 节镜 检证 明胶 原支 架被 吸收 ， 个 替代以新形成 的软骨组织 ， ３ ６个月后 ９ 患者症 状减轻 ， 例 未发 现免疫反应 ； Ｉ ＭＲ 检查证实 ， 形成的半月板 中存在进 行性 软骨成熟信号 。王浩等口 报道将 鼠间充质干细胞种 植在 骨胶原一 羟基磷灰石一 硫酸软骨素复合材料上 ， 并在体 外培养增殖 ， 再将该复合物植入大 鼠肌 肉 内， 果显示该 结 复合 材料 的三维微 孔结 构可促 进细胞 向内生 长 ， 其在 大 鼠肌 肉内逐步 降解 的 同时伴有新 骨形成 ， 示该 复合物 提 在细胞 附着与诱导分化上有着 良好表现。
修复 因创伤 、 感染 、 肿瘤 等原因造成 的骨 缺损是骨科 领域的一个重要课题 。除 了复 位和 内、 固定 器材 固定 外 外， 骨移植也是极 为重要 的治疗 手段 。骨 移植 材料 通常 包含一个或多个功能成分 ， 如骨传导基 质 ， 为新 骨生长提 供支架 ； 骨诱导蛋 白， 导 干细胞分 化为成 骨细胞 ； 诱 成骨 细胞 ， 在适 当环境 下生成 新 的骨组织 。 自体骨仍 是 骨移 植的金标 准 ， 但其 取 骨量 有 限且 可能 引发 相关 并 发症 。 这些 限制催生并促进 了骨移植 替代材料 的研究 。 骨移植材料有多种分类方法 ， 通常依据不 同材质 、 来 源及不 同获取途 径进 行分类 。本 文参 考 Ｌ ｕｅｃ ａｒｎｉ ｎ等＿ １ ］ 报道 的分类标准并 结合 临床实 际， 将骨 移植 材料分 为天 然骨移植物及 替代物 、 生长 因子 、 细胞 、 物 陶瓷和 高分 生 子聚合物等 ５ ， 类 就其基本 特性及发展现状作 一 回顾 ， 并 展望未来研究方向。
多孔结构 ， 其骨传 导能力及 降解 速度在很 大程 度上 与这 种多孔结构相关 。生物 陶瓷 具备 骨传导 能力 ， 易 生产 容 保存 ， 没有传播 疾病 的风险 ， 且可 制备为 各种形 状 ， 临 在 床上有着广泛 的使 用 。但也存 在诸 多缺 陷 ， 如诱 发免 疫 反应与皮肤黏膜损害 ， 生物力 学性能不足 ， 不具备骨诱 导 及成骨能力等［－ 。 ２５ ３］ ２ 羟基磷灰石 的分子 式为 Ｃ （ ０ ）（ ａ Ｐ ４ ＯＨ） ， 。 几乎 不 溶 于水 ， 需要数年时间才能被吸收 。可通过 ３ 途径 ， 种 即 化学合成 、 动物骨烧结 及珊瑚 热 液转化 途径 获得 。这种 骨移植替代材料 的抗压 强度好 ， 抗剪切 及扭 曲能力 较 但 弱 。由于与骨中矿物质 成分 相似 ， 植入 后 与骨组 织直 接 连接 ， 无纤维组织界面 ， 故有 良好 的组织 相容性和骨传 导 性 ．ｌ ２ 。羟基磷灰石 已被确定为骨诱导性生长 因子 和成 ７ 骨细胞的极好载体 。Ｗａｇ等瞳 报道将蚕丝蛋 白～ ｎ ］ 羟基磷 灰石一 骨髓基质细胞复合物植入兔桡 骨节 段性骨缺 损 中， ４ ８１ ．、 ２周后分别 处死实验 兔并行 目视 、 像学 及组织 学 影 检查 ， 结果显示实验组成骨效果 明显优于蚕丝 蛋 白一 羟基 磷灰石复合物组及空 白对照组。 磷酸三钙的分子式为 Ｃ ３Ｐ ４：可溶性及 降解 吸收 ａ（ ０ ）， 速度均较羟基磷 灰石 高 ， 其小颗 粒和海绵 样 多孔结构 有 助于快速血管化作 用 以及成 骨细胞 和营养 物质 的运输 ， 被认 为能提高骨传导能力并加快 吸收和重建过程 。磷 酸三钙有低温相 （ Ｔ Ｐ 和高温相 （－ Ｃ ） 种结构 ， ａ Ｃ ） － ｆＴ Ｐ 两 ￣ 其 中 ａＴ Ｐ抗压 强度较 ￣Ｔ Ｐ高 ， －Ｃ －Ｃ 降解 速率 快 ， 生 物活 但 性不如 ￣Ｔ Ｐ － Ｃ － Ｃ 。￣Ｔ Ｐ作为骨填充 物单独或 与 自体骨混 合植 入 血 供 丰 富 的受 殖 区 ， 获得 良好 的 成 骨 效 果。 可 Ｄ ｉ ＿。 瞻性随机对照研 究局部椎板减 压时所 咬除 的 ａ 等ｌ 前 ３ 。 骨一－ Ｃ ＪＴ Ｐ多孔生物陶瓷复合物与 自体髂骨在腰椎后 外侧 ３ 融合术 中的作用 ， 结果显示两组在影像学 、 临床症状及生 活质量方 面的差 异无统计 学意义 ， 这与 以往动物 实验研 究结果类 似。 生物活性玻璃（ｉ ｌ ｓ最早 由 Ｈｅ ｃ ｂｏ ａ ） ｇｓ ｎｈ等制作 ， 主要 成分为二氧化硅 、 氧化钠 、 氧化钙 和磷酸盐 等 ， 良好 的 有 组织相容性 、 骨传 导性ｒ ３ 。生物活性玻 璃表 面含有水化 剂， 与体液及组织作用后生成碳 酸羟基磷灰石 ， 与骨 中矿 物质成分相近； 可制备 为多孔 或无孔形态 ， 在体 内被 缓慢 吸收 ； 与磷酸钙一 样 ， 也不 能提供 力学支 撑作 用 ， 以应 难 用在承重部位 。Ｎ ｎｉ ３ 报道在 山羊桡 骨缺损修 复实 ａ ｄ 等［ ］ 验 中将 １ ２头山羊 分为生 物活性玻 璃移植 组 和空 白对照 组， 术后 ９ ０ｄ内经影像学 、 织学 、 组 四环素水 平等检 测 比 较显示 ， 生物活性玻璃在促进新骨形成方面优势 明显 。 磷酸钙骨水泥 由粉体 和 固化液 两部 分组成 ， 和后 调 为膏状 ， 常温下数分钟固化成 碳磷灰石 ， 固化后抗 压强度 与松质骨相似＿ ３ 。随着制作 工艺及 配方 的改 进 ， 酸钙 磷 骨水 泥在液体环境 下的性 能及抗剪 切力 有 了很 大提 高 ， 这扩大 了它的适 用范 围。磷酸钙骨水泥被 吸收并为新骨 取代 的速度很慢 ， 且其孑 隙太小 ， Ｌ 故可认为不 具备骨传 导 能力 。不透光 、 可塑形 、 可注射 的特 性 ， 使得磷 酸钙 骨水 泥可在 Ｘ线透视监视下修 复骨缺 损 ， 一些新手 术方式 如
异体骨是欧洲最 常用 的骨移 植替代 材料 之一 ， 因为 欧洲有运 作 良好 的骨组 织库 及较 为 明晰完 善 的法 律体 制 。异体骨通常 由尸体或关节置换术 中取 出的新鲜骨制 备 而来 。异体骨移植 物可 提供骨 传导 支架 ， 并保 留大部 分骨诱导蛋 白成分 ， 兼具骨传导及骨诱 导能力 ， 免疫排 但 异反应可使移植 骨 中供 体来 源的细胞 被杀 死 ， 故缺乏成 骨能力ｌ 。异体骨移植物应用 的安全性一直受到关 注 ， ７ ］ 疾 病传播 仍是 最大风 险之一 。因此 ， 国食 品药品管 理局 美
查
生
第 ３ 卷 第 ３ Ｉｔ ｒ ｏ ， ｙ２， ０２ Ｖ １ ３ Ｎ ． 期 ｎ Ｊ ｔ ｐ Ｍａ ５ ２１ ， ｏ Ｏ ｈ ．３， ｏ３
２ 生 长 因 子
生长 因子是 由特定 细胞 产生 ， 在不 同生理 过程 中发 挥效用 的一些多肽 ， 它们 在骨组 织修复 过程 中起 着重要 调控作用 。胰岛素样 生长 因子 （ Ｆ 一 Ｉ ）１和转 化生长 因子 Ｇ （ Ｇ ）Ｂ Ｔ Ｆ 一 主要 调节 软骨基质 合成 ； 碱性 成纤维 细胞生 长 因子 （Ｆ Ｆ 则为强力有丝分裂 因子 ， ｂＧ ） 能促进 软骨细胞分 化 。血小板衍生生长 因子（ Ｄ Ｆ 在 兔单侧 胫 骨截骨 实 ＰＧ ） 验中表现 出促进骨折愈合 的作用 。Ｍａ ｓ １ ｕ 等＿ 报道 以 绵羊为动物模型 ， 通过对 照实 验发现重 组人骨 形态发 生 蛋 白（ｈ ＭＰ － ｒＢ ） ２和磷酸三钙复合 物在骨缺损修复 中较 单 纯磷酸三钙为佳 ， 骨形 成量 与 自体 骨无 明显差 异 。为 新 了获得满意效果 ， 这些 生物分 子需要载 体送 至所需部位 并在适 当时候释放 ， 需要一 些辅助 因子 以最 大程度 地 还 发挥效用 。这些要求在很大程度上限制 了生长 因子的临 床使用 ， 同时亦需要更多研 究证 明生长 因子的临床功效 、 可靠性及安全性 。Ｃ ｒ ｇｅ １近期通过 系统 回顾 由企 ａｒ ｅ 等＿］ ａ
１ 天 然 骨 移植 物 及 替 代 物
自体骨仍是其他骨移植物参 照 比较的金 标准 。自体
骨通常取 自髂骨 ， 有时也会取 于股骨远端或胫 骨近端 ， 主
要优点在于兼具骨传导性 、 骨诱 导性 和成骨作用 ； 缺点 包括取骨区并发症 （ 取骨区疼 痛及其他潜在 的切 口感染 、 血肿 、 骨折 等）ｊ取骨 量有限 、 ｌ、 ３ 出血量增加及 手术时 间延 长等 。 自体松质骨较皮质骨移植物拥有 更好 的成骨能 力， 能与周 围组 织快速 整合 ， 这归 功于其 多孔结 构 ， 于 利 营养物质播散及微 血管 吻合重 建 ］ 自体皮质骨 移植 。 物在植骨早期 能提供 良好 的力 学支撑 ， 本无骨诱 导及 基 骨传导能力 ， 但其上存 活 的成骨细胞 能提 供一定 的成骨
国 际 骨科 学杂 志
２１ ０ ２年 ５月 第 ３ ３卷
第 ３期 Ｉ ｔ ｔｏ ， ｙ２ ，２ １ ， １ ３ ｏ ３ ｎ Ｏｒ ｐ Ｍａ ５ Ｏ ２ Ｖｏ ．３ ，Ｎ ． Ｊ ｈ
・
１ ・ ８９
骨移植材料研究进展
胡志琦
摘要
杨 兴 海 肖建如
骨移 植 手 术 已成 为 临床 上 仅 次 于 输 血 的 最 常 见 组 织移 植 术 ， 种 原 因 所 致 骨 缺 损 修 复 始 终 各
作 者单 位 ： ００３ ２００ ， 上海 长征 医 院骨肿 瘤科
（Ｄ 要求监测供体 人类免疫 缺陷病毒 （ Ｉ －、 Ｉ －） Ｆ Ａ） Ｈ Ｖ １ Ｈ Ｖ ２ 和丙型肝炎病毒抗 体 ， 国组 织库协 会要求 另加检 测人 美 类 Ｔ 淋 巴 细 胞 白血 病 病 毒 （ Ｌ －、 Ｔ Ｖ Ｉ 等 抗 ＨＴ Ｖ Ｉ Ｈ Ｌ ｑ ） 体ｌ 。异 体 骨 多 被 制 备 为 新 鲜 冷 冻 骨 及 冻 干 骨 。Ｘ ８ Ｊ ｕ 等ｌ报道显示 ，～１ ｒ ９ ７ ０ｒ ｎ直径颗 粒状新鲜冷冻 异体骨移 ｎ 植物用于治疗美国骨科 医师学会 （ Ａ Ｓ ｆ Ａ Ｏ ） 型和 Ⅲ型髋 臼 缺损 的疗 效满 意。Ｒｇ ｅｂｃ ｉ ｎ ａｈ等［ ｇ １ 报道对 １ 。 ９例锁 骨骨 折骨不愈合患者采用切开复位 内固定结合异体 骨移植 治 疗， 平均随访 １ 个月后 １ ５ ６例患者达 到临床治愈 ， 提示异 体骨移植对此类病例是可信赖的选择 。 去矿物质骨基质 （ Ｂ 由异体骨经不同的脱矿物工 Ｄ Ｍ） 序处理后获得 ， 不仅能填充骨缺损 ， 也有潜在 的骨传 导及 骨诱导作用＿ ］ １ 。可制备为粉剂 、 膏剂或者 油剂 等 ， 以适 应不 同受植部位 的需 要 ， 也可 用作 自体 骨移植 时 的扩 增 剂 。Ｄ Ｍ 能促进血管再生 ， Ｂ 并诱导宿 主干细胞分化 为成 骨细胞 ， 推测其生 物活性 与脱 矿物处理 后残存 的基质 蛋 白及生长因子有关 。Ｄ Ｍ 的骨诱 导能力受到储存 、 工 Ｂ 加 和灭 菌 方 法 的 影 响 ， 不 同供 者 之 间 也 存 在 差 异 。 在 Ｚ ｕ ａｓａ 等 研究对 比 Ｄ Ｍ 与羟基磷灰石在植 入 １ ｈ ｋ ｕｋ ｓ Ｂ ４ 例兔胫骨近端干骺 区骨缺损部位 后 的表现 ，２周后 Ｘ线 １ 片显示 １ 例植入 Ｄ Ｍ 的骨 缺损部 位达到骨 性愈 合 ， ０ Ｂ 而 羟基磷灰石植入达到骨性 愈合仅 １ 。 例 骨胶原可以促进 钙沉积 、 血管 内向性 生长及 生长 因 子聚集 ， 促进 骨愈合 ， 良好 的细胞支架 ， 常作 为黏 合 是 也 剂与具备骨传导能力的载体如羟基磷灰 石或磷酸三钙 等 合用 ， 发挥各 组分 的优势 。Ｓｏｅ等 报道 将骨 胶原一 ｔｎ 软 骨细胞复合移植物植入 ９ 例半月板撕裂 或缺损患者膝关 节中 ， 术后 ３ ～６ 月经关 节镜 检证 明胶 原支 架被 吸收 ， 个 替代以新形成 的软骨组织 ， ３ ６个月后 ９ 患者症 状减轻 ， 例 未发 现免疫反应 ； Ｉ ＭＲ 检查证实 ， 形成的半月板 中存在进 行性 软骨成熟信号 。王浩等口 报道将 鼠间充质干细胞种 植在 骨胶原一 羟基磷灰石一 硫酸软骨素复合材料上 ， 并在体 外培养增殖 ， 再将该复合物植入大 鼠肌 肉 内， 果显示该 结 复合 材料 的三维微 孔结 构可促 进细胞 向内生 长 ， 其在 大 鼠肌 肉内逐步 降解 的 同时伴有新 骨形成 ， 示该 复合物 提 在细胞 附着与诱导分化上有着 良好表现。
修复 因创伤 、 感染 、 肿瘤 等原因造成 的骨 缺损是骨科 领域的一个重要课题 。除 了复 位和 内、 固定 器材 固定 外 外， 骨移植也是极 为重要 的治疗 手段 。骨 移植 材料 通常 包含一个或多个功能成分 ， 如骨传导基 质 ， 为新 骨生长提 供支架 ； 骨诱导蛋 白， 导 干细胞分 化为成 骨细胞 ； 诱 成骨 细胞 ， 在适 当环境 下生成 新 的骨组织 。 自体骨仍 是 骨移 植的金标 准 ， 但其 取 骨量 有 限且 可能 引发 相关 并 发症 。 这些 限制催生并促进 了骨移植 替代材料 的研究 。 骨移植材料有多种分类方法 ， 通常依据不 同材质 、 来 源及不 同获取途 径进 行分类 。本 文参 考 Ｌ ｕｅｃ ａｒｎｉ ｎ等＿ １ ］ 报道 的分类标准并 结合 临床实 际， 将骨 移植 材料分 为天 然骨移植物及 替代物 、 生长 因子 、 细胞 、 物 陶瓷和 高分 生 子聚合物等 ５ ， 类 就其基本 特性及发展现状作 一 回顾 ， 并 展望未来研究方向。
多孔结构 ， 其骨传 导能力及 降解 速度在很 大程 度上 与这 种多孔结构相关 。生物 陶瓷 具备 骨传导 能力 ， 易 生产 容 保存 ， 没有传播 疾病 的风险 ， 且可 制备为 各种形 状 ， 临 在 床上有着广泛 的使 用 。但也存 在诸 多缺 陷 ， 如诱 发免 疫 反应与皮肤黏膜损害 ， 生物力 学性能不足 ， 不具备骨诱 导 及成骨能力等［－ 。 ２５ ３］ ２ 羟基磷灰石 的分子 式为 Ｃ （ ０ ）（ ａ Ｐ ４ ＯＨ） ， 。 几乎 不 溶 于水 ， 需要数年时间才能被吸收 。可通过 ３ 途径 ， 种 即 化学合成 、 动物骨烧结 及珊瑚 热 液转化 途径 获得 。这种 骨移植替代材料 的抗压 强度好 ， 抗剪切 及扭 曲能力 较 但 弱 。由于与骨中矿物质 成分 相似 ， 植入 后 与骨组 织直 接 连接 ， 无纤维组织界面 ， 故有 良好 的组织 相容性和骨传 导 性 ．ｌ ２ 。羟基磷灰石 已被确定为骨诱导性生长 因子 和成 ７ 骨细胞的极好载体 。Ｗａｇ等瞳 报道将蚕丝蛋 白～ ｎ ］ 羟基磷 灰石一 骨髓基质细胞复合物植入兔桡 骨节 段性骨缺 损 中， ４ ８１ ．、 ２周后分别 处死实验 兔并行 目视 、 像学 及组织 学 影 检查 ， 结果显示实验组成骨效果 明显优于蚕丝 蛋 白一 羟基 磷灰石复合物组及空 白对照组。 磷酸三钙的分子式为 Ｃ ３Ｐ ４：可溶性及 降解 吸收 ａ（ ０ ）， 速度均较羟基磷 灰石 高 ， 其小颗 粒和海绵 样 多孔结构 有 助于快速血管化作 用 以及成 骨细胞 和营养 物质 的运输 ， 被认 为能提高骨传导能力并加快 吸收和重建过程 。磷 酸三钙有低温相 （ Ｔ Ｐ 和高温相 （－ Ｃ ） 种结构 ， ａ Ｃ ） － ｆＴ Ｐ 两 ￣ 其 中 ａＴ Ｐ抗压 强度较 ￣Ｔ Ｐ高 ， －Ｃ －Ｃ 降解 速率 快 ， 生 物活 但 性不如 ￣Ｔ Ｐ － Ｃ － Ｃ 。￣Ｔ Ｐ作为骨填充 物单独或 与 自体骨混 合植 入 血 供 丰 富 的受 殖 区 ， 获得 良好 的 成 骨 效 果。 可 Ｄ ｉ ＿。 瞻性随机对照研 究局部椎板减 压时所 咬除 的 ａ 等ｌ 前 ３ 。 骨一－ Ｃ ＪＴ Ｐ多孔生物陶瓷复合物与 自体髂骨在腰椎后 外侧 ３ 融合术 中的作用 ， 结果显示两组在影像学 、 临床症状及生 活质量方 面的差 异无统计 学意义 ， 这与 以往动物 实验研 究结果类 似。 生物活性玻璃（ｉ ｌ ｓ最早 由 Ｈｅ ｃ ｂｏ ａ ） ｇｓ ｎｈ等制作 ， 主要 成分为二氧化硅 、 氧化钠 、 氧化钙 和磷酸盐 等 ， 良好 的 有 组织相容性 、 骨传 导性ｒ ３ 。生物活性玻 璃表 面含有水化 剂， 与体液及组织作用后生成碳 酸羟基磷灰石 ， 与骨 中矿 物质成分相近； 可制备 为多孔 或无孔形态 ， 在体 内被 缓慢 吸收 ； 与磷酸钙一 样 ， 也不 能提供 力学支 撑作 用 ， 以应 难 用在承重部位 。Ｎ ｎｉ ３ 报道在 山羊桡 骨缺损修 复实 ａ ｄ 等［ ］ 验 中将 １ ２头山羊 分为生 物活性玻 璃移植 组 和空 白对照 组， 术后 ９ ０ｄ内经影像学 、 织学 、 组 四环素水 平等检 测 比 较显示 ， 生物活性玻璃在促进新骨形成方面优势 明显 。 磷酸钙骨水泥 由粉体 和 固化液 两部 分组成 ， 和后 调 为膏状 ， 常温下数分钟固化成 碳磷灰石 ， 固化后抗 压强度 与松质骨相似＿ ３ 。随着制作 工艺及 配方 的改 进 ， 酸钙 磷 骨水 泥在液体环境 下的性 能及抗剪 切力 有 了很 大提 高 ， 这扩大 了它的适 用范 围。磷酸钙骨水泥被 吸收并为新骨 取代 的速度很慢 ， 且其孑 隙太小 ， Ｌ 故可认为不 具备骨传 导 能力 。不透光 、 可塑形 、 可注射 的特 性 ， 使得磷 酸钙 骨水 泥可在 Ｘ线透视监视下修 复骨缺 损 ， 一些新手 术方式 如