骨修复中应用的生物降解可吸收材料

BACKGROUND: Because there are many inevitable problems in autologous or allogeneic bone grafting for treatment of bone defects, the application of biodegradable absorbable material is the focus of current research. OBJECTIVE: To evaluate the biological properties of several kinds of bone repair materials and their influence on bone defect repair after implantation. METHODS: PubMed and CNKI databases were retrieved for articles published from 1994 to 2015 by computer. The keywords were “bone defect, biodegradable material, bone graft” in English and Chinese, respectively.  RESULTS AND CONCLUSION: Biodegradable absorbable materials mainly include natural polymer materials, synthetic polymer materials and bio-inorganic materials. Biodegradable absorbable materials have good biocompatibility, and can induce new bone ingrowth after implantation to form good osteo-integration. It has shown a clear advantage in bone repair. A variety of materials combined together can promote the repair of bone defects, which is the development trend of alternative materials for bone repair.      

可吸收止血材料的生物相容性研究进展

可吸收止血材料是指用于伤口止血的可在体内降解吸收的生物医用材料,目前其在手术中止血发挥着重要作用。国内外近年来主要使用的可吸收止血材料包括壳聚糖、纤维蛋白原、α-氰基丙烯酸酯、氧化纤维素和胶原蛋白等,除止血效果外,其生物相容性正成为评价止血材料优劣的重要指标。在生物相容性的安全性和功能性原则指导下,对比它们在实验中的生物相容性结果,综合评价各类可吸收止血材料的生物相容性,为进一步研发良好生物相容性的可吸收止血材料以及日后的使用提供参考意见。     

可吸收生物降解材料的研究进展

当前可吸收生物降解材料已广泛应用于医学各领域,在医疗用品,人工器官及药物新剂型方面起到日益重要的作用,如聚丙交酯作为可吸收缝线和骨折内固定材料,缓释药物控制体系作为各种药物载体等。同时更多的生物可吸收材料在研制中,以满足医学领域的不同需要。近十年,可吸收材料在骨科领域的研究发展迅速,以欧美、日本等国为代表。本文对骨科可吸收骨折内固定物的基础研究和临床应用查阅文献,综述如下。     

可降解、可吸收性骨科材料类型及发展

综述了可用作可降解、可吸收性骨科材料的高分子材料、无机材料和复合材料 ,主要对聚乳酸、甲壳素和磷酸三钙等可降解吸收骨科材料的性质、用途等做了较为详细的阐述。并对可降解吸收骨科材料的发展趋势进行了探讨。认为各种材料之间的复合 ,特别是与骨形态发生蛋白以及骨髓基质干细胞之间的复合 ;现有材料的增强 ;寻找新的可降解可吸收材料将是可降解可吸收骨科材料的发展趋势     

聚乳酸生物可吸收支架在静态和动态系统中降解行为的研究

本研究通过建立体外静态和动态降解系统,探讨聚乳酸 (PLLA）生物可吸收支架在体外动态和静态降解系统中的降解行为及之间的关系。研究采用凝胶渗透色谱（GPC）、调制式示差扫描量热仪（MDSC）等手段表征支架材料相对分子质量及热力学性能,采用扫描式电子显微镜(SEM)、电子天平、非接触式显微镜测量系统及径向力测试仪分别测量支架的表面形貌、质量、支架外径及支撑力。结果显示,在静态和动态降解系统中,PLLA支架表观随降解时间增加没有明显区别;材料相对分子质量在降解6个月后分别下降至61.7% 和68.5%,但下降趋势相似;在动态降解系统中支架材料相对分子质量的多分散性指数（PDI）要大于静态降解系统中的;支架材料在降解过程中各阶段的热力学性能无明显差异;支架的外径变化趋势相似;径向支撑力在两个降解系统中的变化量均不大。支架材料在静、动态降解系统中的降解行为较为相似,在血管重建期内的6个月内可用静态降解系统代替昂贵、复杂的动态降解系统来研究PLLA生物可吸收支架产品的降解行为     

生物可吸收材料在关节骨折内固定中的生物相容性

BACKGROUND: In recent years, poly-L-lactic acid (PLLA)/polylactic acid copolymer (PLGA)/ hydroxyapatite (HAP) composite bioabsorbable material has achived desired effect in articular fractures. OBJECTIVE: To investigate the biocompatibility of PLLA/PLGA/HA bioabsorbable material in the internal fixation of articular fractures. METHODS: In vivo experiment: 22 New Zealand rabbits were enrolled to prepare ankle fracture models, and were then randomly divided into two groups, including composite material group fixed with PLLA/PLGA/HA bioabsorbable material, and metal material group fixed with metal stent. Therapeutic effects and complications were observed at 7 days after surgery. In vitro experiment: PLLA/PLGA/HA bioabsorbable material was co-cultured with MG-63 cells to observe the cell proliferation and adhesion. RESULTS AND CONCLUSION: In the in vitro experiment, nine rabbits healed well, and two rabbits appeared to have complications in the mental material group; rabbits in the composite material group healed well without any complications. In the in vitro experiment: fusiform-shaped cells all adhered to the composite stent after 1 day of incubation; the number of cells began to increase showing the strong growth ability, and in a tight and regular arrangement at 3 days after incubation; the cytotoxicity was grade 0 or 1 within 1-7 days of incubation. At 3 days of co-culture, fusiform or polygonal cells appeared on the composite material, and these interconnectde cells extended well, and moreover, the frizz parts on the cell surface grew into the composite material, displaying a good adherence. To conclude, as a new bioabsorbable material, PLLA/PLGA/HA exhibits a good biocompatibility.     

生物可吸收材料在骨折内固定治疗的临床研究

目的评价生物可吸收材料在骨折内固定治疗中的作用。方法对713例不同部位骨折采用生物可吸收材料进行内固定。结果随访3个月~4年,平均18个月,骨折全部临床愈合;功能评估优良率96.5%,并发症发生率4.3%,均为异物反应。结论生物可吸收材料是治疗骨折的有效方法,正确选择适应症和手术操作是治疗成功的重要因素。     

骨组织工程支架材料的降解和生物力学特性

降解以及在降解过程中伴随的力学性能的变化是骨组织工程支架材料至为重要的两个特性。随着材料科学的快速发展 ,目前已有数目繁多的骨组织工程支架材料问世。作者综述了各类可降解骨组织工程支架材料的降解方式、降解时间、降解特点以及在降解过程中材料本身的力学性能的变化 ,并对可降解骨组织工程纳米支架材料的前景进行了展望     

可注射可吸收凝胶支架材料的研究进展

依据近 8年的有关文献 ,对可注射可吸收凝胶支架材料的研究进展进行了阐述 ,介绍了各种材料的来源、制备和应用情况 ,以及它们作为凝胶支架材料使用的优缺点     

不同种类可吸收性外科缝线的体外降解性能评价

目的 研究3种不同种类的可吸收性缝线的体外降解性能,分析其体外降解产物.方法 将3种可吸收性缝线分别按比例浸入Sorensen缓冲液中进行体外降解实验,设3个降解周期组,每组设3个重复,分别过滤分离试样、碎片和溶液,计算试样的质量损耗率.并对其体外降解产物进行定性定量分析.结果 3种试样体外降解的质量损耗率均逐期增大;不同种类缝线的体外降解液成分不同,且其主要成份含量逐期增加.结论 :不同种类的可吸收性缝线应采用不同的定性定量分析方法,根据产物推断缝线的生物安全性.     

聚L乳酸/β-磷酸三钙可吸收材料体内降解过程中的生物力学特性

背景：临床应用的金属内固定材料初始弯曲强度及弹性模量约为皮质骨的4倍及20倍,其力学性能不能随骨愈合过程动态变化,出现医学上的“应力遮挡效应”,影响骨愈合且需要二次手术取出。 目的：观察β-磷酸三钙与聚L乳酸复合可吸收内固定材料在动物体内降解后的生物力学特性。 方法：在30只新西兰大白兔腰背部左侧皮下植入聚L乳酸可吸收棒状材料为对照组,右侧植入聚L乳酸/β-磷酸三钙可吸收棒状材料作为实验组。于术前及术后4,8,12,16,24周观察两组材料的弯曲强度、剪切强度及扭转强度。 结果与结论：降解过程中两组材料的弯曲强度、剪切强度及扭转强度随时间的延长呈逐步下降趋势;术后12,16,24周实验组材料弯曲强度均高于对照组材料(P < 0.05)。术后4,8,12,16,24周实验组材料剪切强度均高于对照组材料(P < 0.05)。术后各时间点实验组材料扭转强度均稍高于对照组材料,但差异无显著性意义(P > 0.05)。说明聚L乳酸/β-磷酸三钙可吸收材料的体内降解速度较纯聚L乳酸慢,其力学强度能维持较长时间,可满足松质骨骨折的固定及骨组织愈合的要求。     

可吸收手舟骨螺钉的研制和生物力学研究

目的:研制一种应用于手舟骨骨折髓内同定的可吸收螺钉,通过实验了解该螺钉在标本内的抗弯曲、抗拉伸强度及嗣定骨折的实际效果,为临床应用提供依据.方法:设计制作出可吸收手舟骨螺钉.疲劳试验:成人新鲜手腕标本20例,制作成舟骨腰部骨折模型,分为可吸收螺钉固定组、克氏针同定组各10例,复位、固定.用MTS模拟手腕屈伸活动2000次,运动范围为掌屈5°～背伸25°.MTS实验前后标本行CT扫描,用数字化三维医学影像交互式处理系统(MIMICS)和游标卡尺两种方法测量舟骨骨折间隙位移量.生物力学测试:将标本舟骨取出,可吸收螺钉组、克氏针组各10例行抗拉伸试验.再取10%福尔马林溶液浸泡的舟骨标本10例,建立骨折模型后用ASS同定,行抗弯曲试验.结果:试验模型建立:游标卡尺测量法,ASS组与克氏针组测量舟骨骨折间隙位移量均为0 mm;MIMICS测量法,ASS组与克氏针组测量位移量(0.16±0.02)mm、(0.22±0.02)mm;ASS组与克氏针组两种测量方法比较无统计学意义(P＞0.05).疲劳试验:游标卡尺测量法,屈伸500、1000、2000次两组测量的位移量为0 mm、(0.23±0.03)mm,0 mm、(0.49±0.1)mm,0 mm、(1.38±0.1)mm;MIMICS测量法,ASS组与克氏针组测量位移量(0.21±0.03)mm、(1.52±0.07)mm;ASS组与克氏针组两种测量方法比较有统计学意义(P＜0.01).拉伸试验:ASS组与克氏针组抗拉伸强度为(0.95±0.02)Mpa、(0.63±0.02)Mpa;ASS组与克氏针组比较有统计学意义(P＜0.01).ASS组抗弯曲试验,弯曲强度(2.71±0.20)Mpa.结论:手舟骨可吸收螺钉对手舟骨腰部骨折的固定效果较克氏针理想,是一种可行的手舟骨骨折固定材料.     

内固定材料修复后踝骨折及其生物力学特性

背景：后踝骨折是影响踝部骨折预后的重要因素,后踝骨折常由较高能量损伤导致,采用何种固定物、内固定材料的生物力学,并如何置入成为目前研究的热点。 目的：比较不同内固定材料对后踝骨折临床预后的价值,分析不同内固定方式对后踝关节骨折固定的生物力学效果的影响,为临床治疗后踝骨折选择最佳内固定物提供一定的依据及参考。 方法：由第一作者通过计算机检索1976到2015年PubMed数据库和中国知网数据库收录的相关的文献。英文检索词为“Ankle fracture;internal fixation;biomechanics;biocompatibility”,中文检索词为“后踝骨折;内固定;生物力学;生物相容性”,总结目前常用的金属内固定材料和可吸收内容材料,临床常用的金属内固定材料包括接骨钢板和螺钉,可吸收内固定材料如降解材料聚乳酸、聚乙胶酯和聚丙胶酯等,分析其生物力学特性。 结果与结论：新型锁定螺钉能承受更大的屈曲和剪切力,拉力螺钉具有丝攻作用,攻丝后的螺钉拉力更强,但对于伴有骨质疏松的患者螺钉对骨折块的加压作用有限,强度不够,此时宜选用锁定钢板,锁定钢板稳定性更强,对弯曲应力有较高的对抗性,拔出可能性更低。钢板结合螺钉提供了更好的稳定性。为了避免目前金属材料内固定骨折愈合后存在内固定物二次取出、内固定后应力保护等缺点,由生物降解材料聚乳酸,聚乙胶酯和聚丙胶酯等经高温高压加工而成的可吸收内固定材料强度提高,可吸收内固定材料可克服干扰影像学检查、内置物二次取出等金属内固定物相关的不利影响。说明可吸收螺钉力学特性更接近人体骨骼,无因应力遮档引起的周围骨骼的脆弱,无骨质疏松现象发生,而且可在体内降解,但其固定强度还是不及传统螺钉及接骨钢板,临床上应根据骨折部位受力情况和骨折块的大小选择合适的内固定材料。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程     

可吸收材料在骨折内固定中的临床应用

背景：骨折治疗时选择合适的内固定物相当重要,否则极易导致治疗失败。临床上治疗骨折的内固定物以金属材料为主,在人体内易出现腐蚀和应力遮挡引起皮质骨疏松;另外骨折愈合后需二次手术拆除,可致再次骨折。 目的：分析可吸收材料的生物特性及治疗骨折的适应症,并比较可吸收材料在骨折内固定中的特点。 方法：收集不同可吸收材料治疗骨折的相关文献,找出治疗对象相似、疗效评价标准相同的病例进行分析。 结果与结论：采用可吸收材料治疗骨折具有显著优越性,可吸收材料不需要二次手术取出,对关节周围组织及关节本身损伤小,组织相容性好,并发症少,是骨折内固定治疗的发展方向之一。     

股骨核心减压材料植入体生物力学性能的有限元分析

背景：借助计算机辅助分析技术进行股骨坏死后的手术治疗和患者康复的预测分析,实现科学施行手术和更快的术后康复,是目前国际相关研究领域的热点研究问题。 目的：通过观察不同的核心减压材料植入体对股骨头的受力变形和应力分布、骨折风险以及在交界面处的生物力学性能的影响情况,为选择合适的核心减压材料植入体提供依据。 方法：基于6例患者的股骨坏死区域的核磁共振扫描图片,建立3D股骨几何模型和有限元分析模型,并设定生理负荷量和4种不同种类的材料植入体Actifuse,BioOss,Osteoset,Prodense,应用有限元分析软件AnsysWorkbench对股骨性能进行分析计算。 结果与结论：实验得到了股骨在工作过程中的最大应力分布规律,随着4种填充材料杨氏模量数值的升高,股骨坏死区域的最大正应力的数值下降,但同时交接面处的生物力学性能如滑动距离、摩擦应力和压力数值升高。文章在综合考虑骨折危险和交接面处的生物力学性能的基础上,对比了4种材料的力学性能后,推荐了合适的核心减压材料为Osteoset。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程     

生物降解材料复合成骨因子在骨科应用研究中的进展

背景：生物可降解植入物不仅可重建骨缺损部位,而且随着材料的逐步降解,新生骨组织可完全替代移植材料,填充骨缺损处。目的：总结生物降解材料复合成骨因子在骨科的研究进展。方法：以“可降解材料,成骨因子,细胞活性因子,骨组织工程;Biodegradable materials,factors,cell active factor,bone tissue engineering”为检索词,应用计算机检索PubMed、万方、CNKI数据库2000至2015年的相关文献。结果与结论：生物可降解医用高分子材料可分为天然高分子材料和人工合成可降解材料。天然高分子材料具有良好的生物相容性,但其机械强度较差;人工合成可降解材料械强度较天然高分子材料高,但容易造成局部酸性物质堆积,产生局部炎症反应。将生物可降解医用高分子材料与成骨因子复合,可提高材料的力学强度与骨诱导能力,但将其作为骨修复材料应用于临床还有很多问题需要解决。  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     

可吸收缝线材料的可降解与临床应用

背景：由于可吸收缝合线具有良好的生物相容性及机械强度,在临床被广泛应用。 目的：探讨不同可吸收性缝线的体外降解性能,分析可吸收缝合线临床应用中的优势及其体外降解行为的影响因素。 方法：通过检索近年来文章内容与可吸收缝线材料降解性能和应用相关的文献,从可吸收缝线材料的性能及降解行为影响因素、可吸收与不可吸收缝合线临床应用比较等对可吸收缝线材料相关研究成果作回顾性分析,为临床提供理论依据。 结果与结论：可吸收缝合线体可被机体完全降解吸收,无不良反应,创口愈合后不留瘢痕,克服了不可吸收缝合线不能在体内分解的缺点,其降解产物的体内吸收主要有2个途径：一为体内巨细胞与吞噬细胞吞噬,另一途径为降解产物进入人的体液与血液,如乳酸通过体循环被吸收排泄。人体内有一个极其复杂的生理环境,存在着影响材料性能的各种因素。加之材料的种类不同,它们在体内的降解行为也不尽相同,因此需要在一定范围内设计合成和加工出具有特殊性能的可降解高分子材料满足临床需要。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：     

The role of superoxide ions in the degradation of synthetic absorbable sutures

The objective of this study was to examine the effect of superoxide ion-induced degradation on synthetic absorbable biomaterials. Synthetic absorbable sutures were used as the model compounds. Inflammatory cells, particularly leukocytes and macrophages, are able to produce highly reactive oxygen species, such as superoxide (. O(2)(-)), during inflammatory reactions to foreign materials. Superoxide ions may act as oxygen nucleophile agents to attack biomaterials. In this study, the changes in tensile breaking force, thermal properties, and the surface morphology of five commercial (2/0 in size) synthetic absorbable sutures (Dexon, Vicryl, PDS II, Maxon, and Monocryl) as a function of superoxide ion concentration at 25 degrees C for 24 h were studied. Among the five absorbable sutures and over the concentration range of this study, the monofilament Monocryl suture was the most sensitive toward superoxide ion-induced degradation, followed by Maxon, Vicryl, Dexon, and PDS II sutures. The amount of tensile breaking force loss over a 24 h period ranged from as low as 3% to as high as 80%, depending on the type of absorbable sutures, the reaction time, and the superoxide ion concentration. All five absorbable sutures showed significant reductions in both the T(m) and T(g). Unlike the surface morphological changes of absorbable sutures in conventional buffer solutions, the effect of superoxide ion-induced degradation on the surface morphologies of these five absorbable sutures was unique, particularly the moon-crater-shaped impressions of various sizes and depths found in Monocryl and Maxon sutures, which defied the anisotropic characteristics of fibers.     

镁及镁合金植入体在骨科临床中的应用与进展

背景：镁是可被人体吸收的常量元素,作为医用生物材料具有明显的优势。 目的：综述镁及镁合金在骨科应用中的优点、缺点及近年来国内外的研究进展。 方法：由第一作者检索2000/2011 PubMed数据及CNKI数据库有关镁离子合金在医疗领域的研究进展等方面的文献。 结果与结论：传统医用金属材料包括不锈钢、钴基合金和钛基合金存在生物相容性差、生物力学性能不匹配、需要二次手术等弊端,镁合金具有良好的生物力学相容性、可降解性能、生物安全性,并且资源丰富。可在生理电解质环境中通过腐蚀而发生降解的特性,在骨科领域展示了巨大的潜在应用前景。