骨科植入物表面抗感染修饰研究进展

骨科植入物相关感染是临床常见的术后并发症.通常采用抗细菌初始黏附、表面主动抗菌和促进骨整合等表面修饰技术使植入物具备抗感染特性,以降低感染发生率.文章就骨科植入物相关感染的发生机制、特点以及植入物表面抗感染修饰策略的研究进展进行综述,为今后新型抗感染植入物的开发提供参考.     

骨科植入物表面抗感染修饰研究进展

骨科植入物相关感染是临床常见的术后并发症.通常采用抗细菌初始黏附、表面主动抗菌和促进骨整合等表面修饰技术使植入物具备抗感染特性,以降低感染发生率.文章就骨科植入物相关感染的发生机制、特点以及植入物表面抗感染修饰策略的研究进展进行综述,为今后新型抗感染植入物的开发提供参考.     

3D打印多孔钛合金支架的研究进展

<正>医用钛合金凭借良好的生物相容性,优秀的机械强度和耐腐蚀性成为骨科修复领域应用最广泛的植入材料之一^[1-2]。然而传统致密钛合金植入物的弹性模量远高于人体骨组织,由此产生的应力屏蔽效应使周围骨质长期处于较低的应力水平而逐渐被吸收,最终引发植入物无菌性松动^[3]。研究表明,通过3D打印制备多孔支架是消除这种弹性模量不匹配的有效方法^[4]。多孔支架能促进骨长入和骨整合,使骨和多孔结构之间形成机械连锁来提高固定效果^[3],但促进其成骨的最佳孔隙尺寸目前尚无统一标准^[5]。     

多孔金属骨科内植物改良策略的研究进展

骨科植入物与周围宿主组织的生物学界面对于临床疗效至关重要。其最佳效果包括骨内生长、刺激成骨、血管生成以及改善机械稳定性。理想的初始和翻修骨科承重金属植入物应高度多孔,并可通过生物、化学和物理改进方法诱导干细胞生长和成骨分化,改善骨整合和骨诱导,同时抑制炎症和感染。新型生物、化学和机械方法的联合应用可能是更有效的策略,以控制和改进植入物-骨界面,从而提高长期的临床疗效。     

不同涂层镁合金兔下颌骨植入的生物相容性研究

目的：采用微弧氧化的方法,对镁合金进行表面处理,得到两种不同涂层镁合金（分别为钙磷涂层镁合金及钙磷银涂层镁合金）并进行兔下颌骨内植入试验,以评价微弧氧化所得不同涂层镁合金及未处理镁合金的生物相容性。方法：采用微弧氧化得到的两种镁合金植入体及未处理镁合金在无菌手术条件下,植入哈尔滨大白兔的下颌骨内,4、8、12周分批处死后取材。本文主要通过对4、8、12周组的肝肾病理切片检测,描述植入材料的生物相容性。结果：所有实验动物均进入数据分析阶段,三种镁合金植入物均未对实验动物的肝、肾产生损害。结论：三种镁合金植入物的肝、肾病理学检测,均未发现对肝、肾造成不良影响,提示植入材料具有良好的生物相容性。一定剂量银离子的加入是安全的。这为镁合金表面改性方面的研究特别是在骨修复及骨固定方面的应用提供新的理论基础。     

精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸多肽表面修饰对羟基磷灰石-磷酸三钙生物陶瓷异位成骨的影响

目的了解精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)多肽表面修饰对羟基磷灰石-磷酸三钙(HA-TCP)异位成骨的影响。方法以骨髓基质干细胞(MSCs)复合RGD多肽表面修饰的HA-TCP或单纯材料培养制备组织工程骨,将材料植入新西兰白兔脊柱旁肌肉内,实验根据植入不同材料分为A、B、C和D组,A组:植入MSCs复合RGD多肽表面修饰的HA-TCP培养制备的组织工程骨;B组:植入MSCs复合HA-TCP培养制备的组织工程骨;C组:植入RGD多肽表面修饰的HA-TCP;D组:植入HA-TCP。术后4、8周取材,行组织学观察和计算机图像分析。结果术后4、8周,各组异位成骨组织学评估,A>B(P<0.001,P<0.05),C和D组无异位成骨。结论RGD多肽表面修饰对以HA-TCP为支架材料组织工程骨的异位成骨有明显优化作用。     

骨修复生物材料临床研究进展

正植入融合材料在临床上应用广泛,研究~[1]表明,在骨性融合中生物骨材料植骨与自体骨移植植骨相当,却明显降低了复位后骨缺损较大,形成"空壳样变"及二次手术的风险,同时能更好地改善椎体功能障碍指数。近几十年来,已经开发了自体骨、各种同种异体移植和合成移植物,包括脱矿骨基质、胶原、磷酸钙(羟基磷灰石和b-磷酸三钙)、陶瓷、硫酸钙和生物可降解聚合物。不同植入物植入体内与组织有着不同程度融合,人体也对植入物也存在着不同程     

低弹应力对钛合金植入物表面新骨形成的影响

目的观察应力作用下低弹β钛合金植入物表面新骨形成过程并探讨其对生物稳定的影响。方法选用20只成年新西兰大白兔,于双侧胫骨近端植入2种弹性模量(110GPa和30GPa)钛合金植入物,其中左侧为低弹组,右侧为高弹组,分别于术后4、8周处死动物,取材标本进行Micro-CT检测,测定BMD,BVF,SMI等指标,采用组织学方法,测定植入物-骨接触率(C)、单位面积新生骨百分比(S)以及生物力学最大拔出力。结果钛合金植入物植入后4周,组织学显示低弹组植入物表面新骨形成量多于高弹组,但2组之间差异无统计学意义;Micro-CT分析显示,2组之间BMD、BVF、SMI差异无统计学意义;生物力学最大拔出力检测低弹组为(74.60±6.59)N,高弹组为(63.30±8.41)N,2组之间差异存在统计学意义(P<0.05)。8周时组织学观察发现,低弹组植入物表面新骨形成量明显多于高弹组,植入物-骨接触率和单位面积新生骨百分比低弹组均优于高弹组;Micro-CTBMD、BVF、SMI分析显示低弹组材料表面成骨明显优于高弹组;低弹组的拔出力明显高于高弹组(P<0.01)。结论金属植入物的低弹特性有利于应力作用下植入物-骨界面的新骨形成,从而有利于提高植入物的生物稳定性。     

载药脂质体修饰的聚醚醚酮植入物的抑菌和骨整合性能

目的: 制备地塞米松/米诺环素(dexamethasone/minocycline,Dex/Mino)脂质体(liposome,lipo)修饰的聚醚醚酮(polyetheretherketone,PEEK),探究功能化PEEK在体内应用时是否能有效预防感染且促进新骨再生,实现生理骨整合。方法: 利用聚多巴胺(polydopamine,pDA)涂层作中间介质,将Dex/Mino脂质体修饰到PEEK表面,通过荧光脂质体接枝进行定性和定量检测,评价脂质体是否成功共价修饰在该表面。分别建立小鼠皮下植入感染模型和比格犬股骨植入模型,通过Micro-CT及苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色分析,评价Dex/Mino脂质体修饰的PEEK的体内生物活性。结果: 荧光脂质体接枝定性和定量结果显示,pDA功能化修饰组的红色荧光强度强于非功能化修饰组(P<0.05),由于pDA涂层的存在,脂质体成功接枝于PEEK表面并在其表面均匀分布。小鼠皮下PEEK片植入24 h后,HE染色结果显示,与纯PEEK组相比,PEEK-Dex/Mino lipo组的炎性细胞数量较低(P<0.05),即感染程度较低,提示脂质体中Mino的释放在体内能有效地预防感染。比格犬股骨植入8周后,Micro-CT和HE染色结果显示,在PEEK-Dex/Mino lipo组中,新骨形成比纯PEEK组多,且牢固地结合在功能化修饰的PEEK表面,沿着PEEK界面延伸,提示脂质体中Dex的释放在体内有效地刺激和引导了新骨再生。结论: Dex/Mino脂质体修饰提高了惰性PEEK的生物活性,功能化PEEK具有增强的骨整合能力(预防感染和促进新骨再生),其作为牙科/骨科替代修复材料极具临床应用前景。     

骨科钛植入物表面改性抗感染与促进骨折愈合的研究进展

骨科内植物一旦植入体内,患者将面临发生感染的风险。感染是骨科内植物植入失败的主要原因之一,且在开放性骨折手术治疗中较为常见。临床上内固定术后骨折不愈合并不少见,通常需要二次甚至多次手术干预,对患者身心及经济造成严重负担。巨噬细胞聚集、活化使其在内植物周围局部浓度增高,可提高内植物/组织界面免疫功能,从而发挥预防或治疗感染的作用。此外,对钛及其合金表面进行改性,并负载抗生素或生物活性物质,也可发挥治疗或预防感染及骨折不愈合等作用。本文对目前国内外关于钛及钛合金植入物表面改性的抗感染与促进骨折愈合的研究现状进行综述,为构建同时具备抗感染与促进骨折愈合能力的骨科植入物材料提供参考。     

抗菌T i6A L4V骨植入材料

骨植入材料的研究成为近几十年来生物医用材料领域的一大热点。在植入手术过程中，手术引起的感染占总数的２２％。为了解决手术感染问题，人们使用各种抗生素，但不经过胃的抗生素往往是无效的，因为在植入物表面形成的生物膜增加了细菌对抗生素的抗药性，人们认识到必须在骨植入材料表面形成高浓度的抗菌剂。为此，发展了各种各样在骨植入材料表面形成高浓度抗菌剂的方法。本文研究在离子束辅助沉积方法镀羟基磷灰石膜的Ｔｉ６ＡＬ４Ｖ表面形成抗菌界面的方法。制备了两种具有抗菌效果的以Ｔｉ６ＡＬ４Ｖ为基体，以羟基磷灰石为抗菌载体的…     

牙种植钛基生物材料表面骨形态发生蛋白修饰的固定与评价方法

以纯钦或钛合金为主的钦基生物材料已被广泛应用于制作以牙种植体、人工关节等为代表的外科修复、植人类医疗器械,但针对钛基人工牙种植体材料,从临床需求的角度,仍然存在需要提高材料的生物活性、缩短临床骨整合时间、提高材料与骨组织整合的效果和效率问题,因此,对材料表面的改性研究,特别是以骨形态生成蛋白(bone morphoge-netic protein,BMP)为代表的生物改性修饰方法的研究近年来受到更多的关注.为了解改性后的钦基生物材料表面结构与BMP相互作用的生物学关系,本文着重对BMP的结构与功能、钛基材料表面BMP的固定方法、蛋白固定效率和活性检测评价方法,以及相关研究的最新进展等综述如下.     

经表面修饰的PLLA多孔材料修复骨缺损的实验研究

目的:探讨经表面修饰的左旋聚乳酸(PLLA)多孔材料作为骨组织工程支架的可行性.方法:采用酶消化法和组织块法相结合的方法进行兔成骨细胞的体外分离和培养,将成骨细胞与PLLA材料共培养,通过倒置显微镜观察成骨细胞在材料表面的增殖能力,并将材料植入成年新西兰兔体内,术后30、60 d观察大体形态、X线片及骨密度检测、骨生物力学检测结果.结果:(1) 成功从新生兔颅骨组织块中分离培养出成骨细胞;(2) 与材料共培养后,材料表面可见成骨细胞附着;(3) 各组兔术后恢复及进食均正常,伤口无炎症反应,愈合良好;(4) 大体观察、X线检查、放射学评分及生物力学检测显示,术后30、60 d实验组与对照组评价骨生成差异有统计学意义(P<0.05).植入GEL/HA涂层PLLA复合材料组术后60 d骨缺损修复情况明显好于不植入任何材料组及单纯PLLA多孔材料组.结论:经表面修饰的PLLA多孔材料具备修复骨缺损的能力.     

新型3D打印骨修复体的骨组织相容性研究

目的研究一种新型3D打印钛合金骨修复体植入兔骨组织后的生物相容性,为进一步评价其安全有效性及临床应用提供动物试验依据。方法依据GB/T16886.6-2015《医疗器械生物学评价第6部分:植入后局部反应试验》,采用15只家兔,每只家兔通过手术操作,将2个样品植入其左侧胫骨,将2个对照品植入其右侧胫骨;分别在植入后4周、12周、26周各安乐死5只动物,取植入物及周围组织进行肉眼观察及组织学评价。结果应用半定量评价系统对植入物周围骨组织进行评价,4周、12周、26周骨组织的刺激指数均小于2.9,判为无刺激反应。结论该新型3D打印钛合金骨修复体具有良好的骨组织生物相容性,在骨修复领域具有很好的临床应用前景。     

生物压电陶瓷在骨修复材料的研究进展

研究证实,机械负载骨的电势作为信号参与到骨修复重建过程中.近年来,利用该现象开发压电陶瓷用于骨移植受到越来越多的关注.体内和体外研究指出极化的羟基磷灰石(hydroxyapatite, HA)和压电陶瓷(piezoelectric ceramics)具有生物适应性,可作为骨移植材料.在给予适当的机械负荷后,能够诱导植入物附近生物骨的生长.电信号影响骨修复反应的机制尚未明确,可能与带电荷的蛋白质和粒子优先吸附到极化的生物压电陶瓷表面有关.由于生物压电陶瓷相比其他材料具有电活性优越性,未来的研究将侧重于生物压电陶瓷应用的研究.     

微弧氧化表面处理后的种植体性能改良

目前不少研究表明,对纯钛金属应用微弧氧化技术能有效提高其生物学活性及形态结构,从而有组织地促进植体‐骨结合的速率及强度［1］。本研究将对不同类型生物学性能的种植体进行体外实验,通过体外动物实验,了解种植体植入后对实验动物生物形态学、生物力学及生物化学等方面的形象,旨在寻找促进骨整合形成种植体表面的结构,为种植体表面层膜材料的研发提供依据。     

成骨细胞复合去抗原异种松质骨再造骨组织的实验研究

目的:用胶原修饰去抗原牛松质骨载体表面,与成骨细胞复合进行体内异体移植,观察体内成骨效果,探讨其临床应用价值.方法:新鲜牛松质骨经脱脂、H2O2浸渍及部分脱钙处理,制成去抗原牛松质骨载体(antigen-extracted massive bovine cancellous bone carrier,MBC).载体表面经胶原处理后,与兔骨膜成骨细胞复合后体外共同培养,4 w后将复合材料进行异体桡骨移植,于移植后2 w、4 w、8 w和16 w取材,经HE染色观察.结果:植入2 w时,复合材料表面及孔内有成骨组织细胞黏附生长,材料周围可见大量软骨细胞分化,炎症反应不明显;4 w时有新骨成熟成岛状分布;8 w时有骨板形成;到16 w时,骨缺损就已完全修复,MBC部分降解,但在新骨中仍能见到残留体.结论:MBC载体表面经胶原处理后与成骨细胞的生物相容性更强,该材料复合成骨细胞后移植显示出了良好的骨诱导性和成骨活性及生物可降解性,有一定的临床应用价值.     

126例四肢骨折骨科内植入物不良事件临床分析

目的总结骨科植入物常见不良事件表现,分析发生的原因,并提出预防措施。方法对1740例骨科手术中出现117例植入物可疑医疗器械不良事件进行分析。结果骨科植入物常见的不良事件包括内植入物断裂、内植入物相关感染、骨不连、内植入物排异等多种表现。结论治疗过程中选择合适的治疗方案和内植入物,做到充分的术前准备及医患沟通。     

骨泥的制备及其诱导成骨实验研究

目的研制一种可随意塑型、填充不规则骨缺损的骨植入材料并观察其成骨效果。方法以羧甲基纤维素钠(CMCNa)为粘合剂复合脱矿骨粉制备骨泥,并将骨泥植入大鼠股肌袋内,通过大体观察,X线片,碱性磷酸酶(ALP)测定,组织学观察及成骨面积测定,研究该植入物在肌袋内的成骨效果。结果CMCNa植入体内4周完全被降解吸收,无毒性反应。与骨粉粘合性好,可随意塑型,对骨缺损填充完全。动物实验大体观察,伤口无红肿及脓性渗出,愈合良好,无死亡。X线片显示骨泥不离散。全脱矿骨泥植入体内后2周,ALP均值高于表面脱矿骨泥组。表明全脱矿骨泥植入后可形成软骨和骨组织,成骨良好。结论CMCNa复合全脱矿骨粉制备的骨泥具有诱导成骨活性,可随意塑型,使用方便,可为临床提供一种填充不规则骨缺损的骨植入材料。     

规范骨科植入物使用与管理

本文针对我院原有骨科植入物管理模式的难点和不足,详细介绍了我院通过对骨科植入物实行条形码管理、在用物资管理系统的改造升级、物资管理信息系统和收费系统的链接等新型的骨科管理模式的实施,使骨科植入物材料在医院流通的各个环节均可进行质量控制,有效地保证了骨科植入性材料的规范管理,对提升医院管理质量具有重要意义.