腰椎间融合器结构与材料
李朝春;廖振华;祝佳;刘伟强
【摘 要】结构设计和材料设计是腰椎间融合器的2个重要方面.结构设计可细分为足印面设计、矢状面轮廓设计和固定设计.足印面设计决定腰椎间融合器与上下椎体终板的接触面积,直接影响融合效果;矢状面轮廓设计影响腰椎间融合器的沉降率、稳定性及手术节段前凸曲率恢复度;固定设计能使腰椎间融合器在置入椎间隙后获得即刻稳定性和长期稳定性.钛合金、钽、聚醚醚酮(PEEK)和可吸收材料是应用于腰椎间融合器的主要材料.钛合金和钽逐步向3D打印方向发展;PEEK目前在临床上应用最为广泛;可吸收材料作为理想材料有待进一步研究.腰椎间融合器在面向种群设计、无损操作的结构开发、优化性能的表面活性涂层研究方面仍有较大提升发展空间.该文就腰椎间融合器的结构设计、材料设计以及未来发展趋势作一综述.
【期刊名称】《国际骨科学杂志》
【年(卷),期】2017(038)006
【总页数】4页(P360-363)
【关键词】腰椎间融合器;结构设计;钛合金;聚醚醚酮
【作 者】李朝春;廖振华;祝佳;刘伟强
【作者单位】100084北京,清华大学机械工程系;518055,清华大学深圳研究生院先进制造学部;518057,深圳清华大学研究院生物医用材料及植入器械重点实验室;518057,深圳清华大学研究院生物医用材料及植入器械重点实验室;100084北京,清华大学机械工程系;518057,深圳清华大学研究院生物医用材料及植入器械重点实验室 【正文语种】中 文
传统腰椎间融合术普遍采取单纯自体骨移植融合方式，但该术式不仅会在供骨区引起并发症，而且在手术节段也时有发生融合节段不稳、植骨块脱位、椎间隙塌陷、骨块吸收及假关节形成等不良反应，且愈合时间较长［1-2］。腰椎间融合器由此应运而生，利用腰椎间融合器包裹移植骨能显著改善传统植骨融合术的缺陷，提升手术融合效果［1］。
腰椎间融合器设计理念涉及2方面。一方面，需重建椎间盘高度，维持纤维环张力，扩大神经根面积及恢复脊柱自然生理弯曲度；另一方面，需保证脊柱初期稳定性和长期稳定性，初期稳定性要求腰椎间融合器承受压力、弯曲及剪切所产生的三维空间载荷，长期稳定性则要求腰椎间融合器能与上下相邻椎体实现牢固骨整合。本文以腰椎间融合器的设计理念为出发点，从结构设计和材料设计2个方面阐述市场上主流的腰椎间融合器产品，并结合近期研究动态，展望其未来发展趋势。
国际骨科学杂志
２０１４年
１１月
第
３５卷
第
６期
Ｉｎｔ
Ｊ
Ｏｒｔｈｏ
ｐ，
Ｎｏｖｅｍｂｅｒ
２５，
２０１４，
Ｖｏｌ．３５，
Ｎｏ．６
·
国外来访者报告·
成人干细胞和组织工程仿生支架建模
钟万润
陈醇
柴益民
ＤＯＩ
ｄｏｉ：
１０．３９６９／
ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３
－７０８３．２０１４．０６．００１
作者单位：
２００２３３，
上海交通大学附属第六人民医院骨科
２０１４年
９月
１３日，
在上海举行的急诊创伤与肢体重建高峰
论坛上，
美国匹兹堡大学医学院
Ｒｏｃｋ
ｙ
Ｓ．Ｔｕａｎ教授应邀作了“
成
人干细胞和组织工程仿生支架建模”
的报告，
阐述了运用
３Ｄ打印
技术建立三维硬骨软骨微组织模型的新理念，
介绍了该技术原理
和相应实验研究结果，
展示了其有效性和可靠性。
受论坛主席张
长青教授委托，
并征得专家同意，
现将演讲内容整理成文，
以飨广
大骨科读者。
骨关节炎（
ＯＡ）
是一种因关节软骨进行性退变进而
累及滑膜、
软骨下骨、
关节囊等组织的一种慢性疾病。
患
者几乎均因疼痛或功能障碍而就诊，
而就诊时关节损伤
程度往往已相当严重，
无法明确病变最早发生部位及病
情演变过程。
有些学者认为
ＯＡ主要由软骨损伤及退变
引起，
也有另一些学者因
ＯＡ常伴有骨刺、
软骨下骨缺损
且与骨性结构发育异常有关而认为其是骨性疾病。
Ｒｏｃｋ
ｙ教授认为骨与软骨病变相互影响，
不能简单地孤立
来看。
目前关于
ＯＡ发病机制的研究主要在体外或体内模型上进行。
体外模型包括无细胞培养模型及细胞培养模
型，
其不符合人体生理环境且往往缺乏复杂性；
体内模型
包括小动物模型及大动物模型，
但动物模型解剖与生理
结构与人类有区别，
缺乏可预测性。
硬骨和软骨是两种不同组织，
生长环境截然不同，
软
骨组织是由生理滑液营养、
无血供、
需氧量低的柔软组
织，
而硬骨组织是由骨髓营养、
有血供、
需氧量正常的坚
硬组织［
１］。
一个好的硬骨软骨模型应具有以下几个特
点：
①易于批量制作；
②兼具硬骨软骨的解剖特点；
③硬
骨和软骨分别有开放的独立区间；
④可以机械负荷刺激
・ ６ ・ 国际骨科学杂志 ２０１４年１月 第３５卷第１期 Ｉｎｔ ｒｔ ！』 ！ ！ ： ！ ：
老年股骨颈骨折治疗——内固定与人工关节
侯昌禾廖威明
摘要 目前临床上针对老年股骨颈骨折患者所采用的治疗仍以手术为主，包括骨折复位内固定和 人工关节置换术，但对两术式及植入物具体选择仍存在争议。该文回顾近期相关研究进展，比较了内固 定与人工关节、不同动态加压内固定与锁定板、全髋关节假体与半髋关节假体、骨水泥型假体与非骨水泥 型假体、半髋单极假体与双极假体等在老年股骨颈骨折治疗中的各自优势和不足。 关键词股骨颈骨折；内固定；人工关节；全髋关节置换；半髋关节置换；骨水泥 ＤＯＩ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３—７０８３．２０１４．０１．００３
２００５年，国际著名医学期刊《骨与关节外科学杂志》
（ＪＢＪｓ）发表一项国际调查ｌ１］，揭示了当时北美骨科医生针
对老年移位股骨颈骨折（ＧａｒｄｅｎⅢ、ＩＶ型）的治疗选择。
该调查发现，被调查的医生就患者年龄与内固定／关节置 换问的关系达成一致意见，为年龄＜６０岁的移位股骨颈
骨折患者选择内固定治疗，为＞８０岁患者选择人工关节
置换术治疗；平行空心钉（多枚钉）为内固定治疗中最广
泛的选择，单极半髋关节置换术则为人工关节治疗中最
广泛的选择；在手术技术难度方面，全髋关节置换术被认
为难度最高，相对简单的是滑动加压系统内固定和单极
半髋关节置换术；在手术失败翻修难度方面，全髋关节置
换翻修术仍被认为是最困难的，相对简单的是空心钉内
固定和半髋关节置换翻修术。大多数医生认为，在手术
时间、失血量、感染率方面，内固定手术优于人工关节置
换术；在功能和疼痛方面，人工关节置换术被认为优于内
固定术。此外，关于手术入路方式、内固定类型、人工关 节类型等诸多方面的意见分歧较大。更早的研究＿２ 显
示，针对伤前活动能力良好患者，医生所选择治疗方法中
双极半髋占４１ ，内固定占３７ ，单极半髋占３２ ，全髋
国际骨科学杂志 ２∞８年９月 第２９卷 第ｊ期 Ｉｎｔ Ｊ（）ｒＩ ． １１ １１ ！ ： ！： ！： ： 物学特性高度相关．因此肿瘤很有可能就是一种干细胞 疾病。但至今仍有许多关键问题没有解决。首先，是否 所有肿瘤的发生、发展均源自肿瘤干细胞。如果因为在 白血病、恶性神经胶质瘤、乳腺癌等肿瘤中发现有肿瘤干 细胞．就推断所有肿瘤均存有肿瘤干细胞，尚为时过早。 其次．在明确这一类肿瘤中含有肿瘤干细胞后，另一需要 研究的问题是．治疗过程中药物如何影响正常于细胞及 肿瘤干细胞的转归。这就需要更完善地去定义正常干细 胞及肿瘤干细胞的物理特征．以便加以区分。更为重要 的是，它们的生存和应答损伤机制、它们相比较的药物敏 感性问题等均需要了解，因为肿瘤干细胞和正常干细胞 有着许多相似的分子及生物学特性，肿瘤干细胞的治疗 需要靶向作用于肿瘤干细胞对外界损伤的通道．或维持 稳定生存的通道而不损伤正常干细胞。最后，开发肿瘤 干细胞的定量监测方法很重要，这有助于评价肿瘤治疗 效果。其潜在意义重大。 参考文献 ｌ Ｗａ嚷 ．Ｉ ｃｋ ＪＥ ｌｎ ｒ ｓｔｃｎ１ ｌｌｓ：１ｅｓ∞Ｉ ｆｒ【］ｎ１ ｌｅｕｋ ａ． ｅｎｄｓ Ｉ１ Ｂｉｏ１． ２∞ｊ：１ （９）： ９ｌ ０ｌ ２ Ｓｒ艟ｈ ＳＫ．Ｌ’ｌａｒｋ ＩＩ）．ＨＩｄｃ Ｔ．ｅｔ ａＬ【 Ｉ１ｃｅｒ ｓｔｅｎ１ ｃｅｌｋ ｉｎ ｎｅｎ．（］ｕｓ ｓｖｓｔｅｍ ｔｕｍ０ｒ （ｈ【 ｛（Ｊｎｅ．２（ｎｌ：１３（１３）： ？６７ ７２７３ ３ Ａｌ Ｈ Ｍ．Ｂｅｃｋｒ ＭＷ．Ｗｉｃ｝ⅥＭ．ｅｔ，１１．１１１ｅｒａｐｅｕｔｉｃ ｉｎ ｌｌｃａｔｌ０ ０ｆ ｃａｎｃｅｒ ｓｔｅｎ１ ｃｅｌｌｓ．【、【ｌｒｒ（ ｎ（ １ｅ｛ｎ 、．２【 ｉ；１ｌ（１）：ｉ３ ｌ７ ４ Ｊｏｒｄａｎ Ｉ Ｉｈｒｇｃ１ｉｎｇ ｔ ｎＤ ＾ｔｌｃａｌ ｌｌｓ：ａｐｐｒｍｆｈｉｒ】ｇ ｋｕｋ∞ ａ ｔｈｅｒａｐｙ ａｓ ａ １）ｒＯｈｌｍｌｌｎ ｓｔｍ１ ｃ０Ｉ１ １）ｌｏｌ（糨－ ｌｔ（、ｌＩｎ Ｉ ｒ ｌｄ（ｈ㈣１．２∞ｊ；２（５）：２２｛２２ｊ ５ ＲｅⅥｌ Ｔ． ）ｌ・＾ ）【】 ． ｌａｒｋⅣ ．ｃｔ ａＩ＿ ｅｎ１ ｃｅｌｋ．ｃａｎｃｅｒ． １ｄ ｃａｎｃｅｒ ｓｔ肿１ ｃｄ｝ ｌｕｒｃ．２（Ｘ）１；ｌ１ ４（６８５９）：１（ ｌ１１ ６ Ｐａｒ【ｌａＩ 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２Ｏ０１；９８（８）：２３Ｏｌ一２３ｏ７ １９ Ｘｕ Ｑ．ＳＨｌｐ∞ｎ ＳＥ． ａＩｌａ＿ｒＪ．ｅｔ ａｌ＿Ｓ ０ｆ ａｃｕｔｅ ｎ１ｙｅｌ０ｉｄ ｌｅｕｋｅ ａ ｃｅｌｌｓ ｒｅ（】【ｌｌｒｅｓ Ｐ１３ ｌｄｎａｓｃ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ王３ｉｏ。ｄ，２Ｏ０３；１Ｏ２（ ：９７｝９８Ｏ ２Ｏ Ｇｕｚｒｍｎ ＩⅥＩ ．Ｓｗｉｄｅｒｓｌ（ｉ ＣＦ．Ｈ０ ｒｄ Ｉ］ｓ．ｅｔ ａｌ＿Ｐｒｅｆｃｒｅｎｔｉａｌ ｉＩ１ｄｕｃｔｉ０ｎ ｏｆ ａＤ０Ｄｔｏ— ｓｉｓ ｆ０ｒ ｎ ｒｍｒｖ ｈ岍Ⅶ１ ｋＬｌｋｅｎ ｃ ｓｔｅｍ ｃｅ１ｌ Ｐｒ０ｃ Ｎａ１ｌ Ａｃａｄ Ｓｄ ＵＳＡ，２（ｘ］２；９９ （２ｊ）：ｌ６２２０－１６２２５ ２１ Ｇｕｚｎ瑚￣１Ｉ ．Ｒ０ｓｓｉ ＲＭ．Ｋａｍｉｓｃｈｋｙ Ｉ ．ｅｔ ａ１．１’ｈｅ ＬＩｉｔｅｒｐｅｎｅ ｌａｃｔｏｎｅ ｐａｎｈｅ— ｍｌｉｄｅ ｉｎｄｕｃｅｓ ａｐＯｐｒｏｓｌｓ ０ｆ ｈＬｍ１ａｎ ａｃｕｔｅ ｎ ｏｇｅｎｏｕｓ １ｅＬｌｋ ｎｉａ ｓｔｅｍ ａｒＩｄ ｐｒ（ ｅＩ１ｉ ｔｏｒ ｃｃｌｌｓ．Ｂｌ（Ｋ）ｄ，２ＯＯｊ；１Ｏ５（１１）：４１６争４１６９ ２２（ ｈｈｓ ＣＰ，Ｋｕｋｅｋｎｖ、 ，Ｒｅｉｔｎ ＩＩ）．ｅｔ ａ１． ｅ竹Ｉｉｋｅ ｃｅｌｌｓ ｉｎ ｂ０ｎｅ ｓａｒｍｎ１ａｓ：ｉｍ— ｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ｛ｏｒ ｔ【ｌｒ】的 ｇｅｒ ｓｉ Ｎｅｏｐｌａｓｉａ，２ｏＯｊ；７（１１）：９６７＿９７６ ２３（’｝１ａｎ１ｂｅｒｓ Ｉ． Ｉ ｅ ｒｍｌｅｃｕｌａｒ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｐｌｕ ｐ０ｔｅｎｃｙ ｉｎ ｎ１Ｄｕｓｅ ｅｒｎｂｒｖ０ｎｉｃ ｓｔｅｍ ｃｅ【】 Ｃｌｏ ｒ】ｇ ｅｒｎ（ ｌ１ｓ．２Ｏｏ４；６（４）：３８６＿３９１ ２｛Ｓｃｈａｔｚ１ ｅｉｎ ＡＧ［）ｅｌｉ、｜ｅ ｒ１ｇ ｃａｎｃｅｒ ｓｔ㈤ｃｅｌｌ ｔｈｅｍｐｉｅｓ；ａ ｍｋ ｆ０ｒ㈣ｍ ｄｎｅｓ？ Ｈ Ｉ（二ａｎｃｅｒ，２Ｏ０６；４２（９）：１３０９＿１３１５ ２ｊ ＲＤ Ｓ，Ｓｐｅｎｃｅｒ ＳＤ．Ｈ０ｌｃＯｒｎｂ １．ｅｔ ａ１．Ｐｍｓｔ｜Ｉｔｅ ｅｍ ｃｅｌｌ ａｎｔｉｇｅｎ ａｓ ｔｈｅｒａｐｙ ｔａｒ ｇｅｔ：ｔｉｓｓｕｅ ｅｘｐｒｅｓ ｏｎ ａＩ１ｄ ｉｎ ｖｏ ｅｆ ｃａｃｙ ｏｆ ａｎ ｉｎ１兀１Ｌｌｒ舢 ｕｇａｔ已Ｃａｒ１ｃｅｒ Ｒｅｓ， ２ＯＯ２；６２（９）：２５４６＿２５５３ ２６ ＦｅＩ１ｇ Ｊ．Ｆｕ１］ｋ ＷＤ．ｗａｎｇ ｓｓ．ｅｔ ａ】． ｅ Ｒ Ａ ｃＯｒｒｌ １ｅｎｔ ｏｆ ｈＬＩｎⅥｎ ｔｅｌｏ ｒａｓｅ． Ｓｄｅｎｃｅ．１９９５；２６９（５２２８）：１２３６＿ｌ２４１ ２７ Ｉｊｎ ＲＸ．１ （ Ｗ．Ｉ ＱＩ。ｅｔ ａ１．Ｉｒ ｍｉ【）ｎ ｏｆ ｔＩ】ｎ劬ｒ ｇｍ、ｖｃｈ ａｎｄ ｎ ｔａｓｔａｓｉｓ ｗｉｔｈ ａｎｔｉ ｆ －０ｌｉｇ０ｎｕｄｅ０ｔｉｄ （Ｃａｎｔｉｄｅ）ｔａｒｇｅｔｉｎｇ ｈ－Ｉ１ Ｔ ｉｎ ａｎ ｉｎ ｓｉｔｕ ｈｕｒｍｎ ｈｅｐａｔ０一 ｃｅｌｌＩ】ｌａｒ ｃａｒｃｉｍｎ１ａ ｍ ｅ１．Ａｃ【ａ Ｐｈａｍ１ａｃｏｌ Ｓｎ．２０Ｏ５；２６（６）：７６２ｎ７ｆｊ８ ２８ Ｓｌ１ａｎⅡ】１ａｓ ＭＡ．Ｋ０ｌｅｖ Ｈ．＆１ｔｃｈｕ ＲＢ．ｅｔ｛ｌ１． 忙１０ｆｎｅｒａｓｅ ｉｆ１ｈｉＩ］ｉｔｉｏｎ ｂｖ ｓｉＲ Ａ ｃａｕｓｅｓ ｓｅｎｅｓＣｅｎｃｅ ａｎｄ ａｐ０ｐｔｏｓｉｓ ｉｎ ｒｒｅｔｔ’ｓ ａｄｅｒ１ｃ（ａ ｒ ＩＴ１ａ ｃｅＩｌｓ：ｍｅｃｈａＪⅥｓｍ ａｎｄ ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ ｐ０ｔｅｎｔｉａＩ．Ｍ０ｌ ｎｃｅｒ． ）ｊ；４：２４ （收稿：２（）（）８ Ｏ４ ２４；修回：２Ｏ¨Ｏ８一Ｏ８一Ｏｊ） （本文编辑：谷柯） 《国际骨科学杂志》征订征稿 经国家新闻出版总署“新出报刊［２ｏｏｊ］ｊ８号文”批准．自２。Ｏ６年起，《国外医学・骨科学分册》正式更名为《国际骨科学杂志》。《国际骨 科学杂志》是国家级医学学术类期刊（人编为中国学术期刊统计源期刊、中国核心期刊遴选数据库收录期刊、中国期刊全文数据库收录期 刊等）．由国家卫生部、上海市卫生局主管．上海市医学科学技术情报研究所主办，国内外公开发行。更名后的期刊仍以普及和提高为宗旨， 主要介绍国内外骨科领域的ｌ临床诊治和基础研究新动态、新技术、新进展和新成就，以脊柱、关节（人工关节）、关节镜、骨折治疗、运动损伤、 骨肿瘤、骨质疏松、显微外科、手外科为重点。本刊欢迎下列稿件：骨科临床和基础理论研究成果，诊断和治疗经验的论著；国内外骨科治疗 的新理论、新进展方面的综述、介绍等；骨科治疗的新成果、新技术、新方法介绍；相关的病例报告、专题报告、讲座、学术争鸣、读者来信、信 息报道等。 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