运动性关节软骨损伤修复材料的选择及其生物力学特征

背景:关节软骨是无血管、淋巴管和神经的组织,通常情况下软骨细胞不能进行有丝分裂,这导致自身修复能力有限.生理负荷下,关节软骨经常处在应力环境中.根据软骨自身的结构和特点,作为人工软骨的替代材料应具有良好的生物力学性能.目的:总结运动性关节软骨损伤修复材料的应用进展及其生物替代材料的生物力学特征.方法:以"关节软骨,生物材料,生物力学"为中文关键词,以" tissue enginneering,articular cartilage,scaffold material,biomechanics" 为英文关键词,采用计算机检索中国期刊全文数据库、PubMed数据库1993-01/2010-10相关文章.纳入与运动有关的关节软骨损伤修复、目前常用于修复关节软骨损伤的生物材料以及生物替代材料的生物力学特征研究文章;排除重复研究或Meta分析类文章.以20篇文献为主重点对运动性关节软骨缺损修复材料的生物力学特征进行讨论.结果与结论:关节软骨是一种各向异性、非均质、具有黏弹性并充满液体的可渗透物质,具有独特的力学性能.损伤的关节软骨在生物力学方面均与原来的软骨不同,且极易退变.骨软骨柱移植力学性能近期效果最佳;脱细胞软骨基质、小肠黏膜下基质具有一定的力学强度;普通聚乙烯醇水凝胶的最大缺陷是力学性能的不足;聚乙烯醇材料其良好的柔韧性和高弹性能,具有与人关节软骨相似的力学性能;n-HA浆料与聚酰胺66在溶剂中复合,无论在力学性能还是化学组成上都与自然骨相似.提示在众多关节软骨替代材料中,无论是人工合成材料、天然材料、复合材料其生物力学性能各有不同,且目前还无法再造与天然生成的软骨具有相同力学性能的软骨组织.     

运动性关节软骨缺损支架材料的选择及其生物相容性

背景：骨软骨支架是用于承载细胞,供细胞黏附、生长、增殖、分化的载体。目的：总结运动性关节软骨缺损支架材料的应用进展及其生物替代材料的生物相容性。方法：以＂关节软骨,生物材料,工程软骨,支架材料,生物相容性＂为中文关键词,以＂tissue enginneering,articular cartilage,scaffold material＂为英文关键词,采用计算机检索维普数据库、PubMed数据库1993-01/2010-11相关文章。纳入与有关修复关节软骨损伤、生物材料、支架材料、生物相容性等相关的文章。以20篇文献为重点对运动性关节软骨缺损修复用的生物材料的生物相容性进行了讨论。结果与结论：天然软骨支架材料因其具有细胞识别信号,故生物相容性好,细胞黏附率高,但力学性能较差。有些人工合成材料生物相容性不理想、亲水性差、对细胞吸附不足,人工合成高分子聚合物生物相容性良好。复合支架利用不同生物材料的优点克制材料的局限性制备理想的复合支架,其混合比例、混合技术还有待进一步研究。目前尚无一种材料完全满足组织工程的要,通过材料制备技术的改进或将几种不同材料的复合,材料的性能会不断的提高。     

不同材料构建组织工程软骨及支架的应用

背景：组织工程技术的发展为软骨的再生和修复提供了新的途径,根据软骨自身的结构和特点,作为人工软骨的替代材料和支架材料应具有良好的生物力学性能。目的：总结运动性关节软骨损伤修复材料及其支架材料的应用进展及其生物替代材料的生物力学特征,评价目前组织工程软骨材料应用的性能及发展前景。方法：以＂组织工程;软骨组织;支架材料;生物相容性＂为关键词,应用计算机检索维普数据库和PubMed数据库中1990-01/2011-04关于组织工程软骨应用研究的文章,纳入与有关生物材料与组织工程软骨相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。以24篇文献为主重点进行了讨论组织工程软骨材料的种类、性能及其应用效果和前景。结果与结论：目前关节软骨修复领域以自体软骨移植效果为最佳,骨髓基质干细胞在离体试验及动物实验中研究较多,在临床应用中较少,尚在探索阶段。支架材料的应用比较繁复,天然材料、人工合成材料以及复合材料都存在一定的不足,虽然复合材料成为研究的热点,但是某些性能并不能很好地符合支架要求,并且在机体内这些材料所带来的长期影响还不能预见,这就迫切需要新材料的出现,来更好地满足组织软骨织支架的要求,达到修复和重建的目的。     

软骨修复材料在运动性膝关节软骨损伤修复中的作用膝关节

背景：评价软骨修复材料在膝关节软骨损伤修复中的效果,为医务、科研工作者的研究提供一定的借鉴。方法：采用电子检索的方式,在万方数据库（http：//www.wanfangdata.com.cn/）中检索2000-01/2011-03关于修复材料在膝关节软骨损伤研究的文章,关键词为＂生物材料;关节软骨;缺损;修复＂。排除重复研究、普通综述或Meta分析类文章,筛选纳入26篇文献进行评价。结果：膝关节软骨损伤在运动性损伤中较为常见,现在主要的治疗方法是自体骨软骨移植修复膝关节软骨缺损。新型的软骨替代材料研究仍处于动物试验阶段,且在动物体内长期疗效及远期的生物力学变化还未有进一步的证实,进入临床试验更需要一个过程。结论：关节软骨损伤修复的基础研究与临床治疗,虽仍存在许多重点和难点问题亟待探索,但关节软骨损伤修复正从生物材料移植向人工再造活性软骨的崭新阶段迈进。随着各种新型材料的研制和开发,关节软骨损伤修复研究将日益完善,并为临床奠定坚实的基础,应用前景十分广阔。     

运动性关节软骨缺损支架材料的选择及其生物相容性

背景:骨软骨支架是用于承载细胞,供细胞黏附、生长、增殖、分化的载体.目的:总结运动性关节软骨缺损支架材料的应用进展及其生物替代材料的生物相容性.方法:以"关节软骨,生物材料,工程软骨,支架材料,生物相容性"为中文关键词,以" tissue enginneering,articular cartilage,scaffold material"为英文关键词,采用计算机检索维普数据库、PubMed数据库1993-01/2010-11相关文章.纳入与有关修复关节软骨损伤、生物材料、支架材料、生物相容性等相关的文章.以20篇文献为重点对运动性关节软骨缺损修复用的生物材料的生物相容性进行了讨论.结果与结论:天然软骨支架材料因其具有细胞识别信号,故生物相容性好,细胞黏附率高,但力学性能较差.有些人工合成材料生物相容性不理想、亲水性差、对细胞吸附不足,人工合成高分子聚合物生物相容性良好.复合支架利用不同生物材料的优点克制材料的局限性制备理想的复合支架,其混合比例、混合技术还有待进一步研究.目前尚无一种材料完全满足组织工程的要,通过材料制备技术的改进或将几种不同材料的复合,材料的性能会不断的提高.     

生物材料复合支架与运动性关节软骨缺损的修复

目的：探讨复合支架的组织工程学特性及其修复关节软骨缺损的性能评价。方法：以＂关节软骨、生物材料、工程软骨、复合材料、复合支架＂为中文关键词,以＂tissue enginneering,articularcartilage,scaffold material＂为英文关键词,采用计算机检索中国期刊全文数据库、PubMed数据库（1993-01/2010-11）相关文章。纳入复合支架材料-细胞复合物修复关节软骨损伤相关的文章,排除重复研究或Meta分析类文章。结果：共入选18篇文章进入结果分析。复合支架是当前软骨组织工程中应用较多的支架,它是将具有互补特征的生物相容性可降解支架,按一定比例和方式组合,设计出结构与性能优化的复合支架。较单一支架材料具有显著优越性,具有更好的生物相容性和一定强度的韧性,较好的孔隙和机械强度。复合支架的制备不仅包括同一类生物材料的复合,还包括不同类别生物材料之间的交叉复合。可分为纯天然支架材料、纯人工支架材料以及天然与人工支架材料的复合等3类。结论：复合支架使生物材料具有互补特性,一定程度上满足了理想生物支架材料应具有的综合特点,但目前很多研究仍处于实验阶段,还有一些问题有待于解决,如不同材料的复合比例、复合工艺等。     

不同生物材料复合支架对关节软骨缺损的修复评价

背景：不同生物材料制备的复合软骨支架其修复软骨缺损也各具特点。目的：探讨不同生物材料制备复合支架的组织工程学特性及其修复关节软骨缺损的性能评价。方法：以＂软骨组织工程,生物材料,工程软骨,复合支架＂为中文关键词,以＂tissue enginneering,articular cartilage,scaffold material＂为英文关键词,采用计算机检索中国期刊全文数据库、PubMed数据库（1993-01/2010-11）相关文章。纳入复合支架材料-细胞复合物修复关节软骨损伤等相关的文章,排除重复研究或Meta分析类文章。结果与结论：复合支架是当前软骨组织工程中应用较多的支架,它是将具有互补特征的生物相容性可降解支架,按一定比例和方式组合,设计出结构与性能优化的复合支架。较单一支架材料具有更好的生物相容性和一定强度的韧性,较好的孔隙和机械强度。复合支架的制备不仅包括同一类生物材料的复合,还包括不同类别生物材料之间的交叉复合。可分为纯天然支架材料、纯人工支架材料以及天然与人工支架材料的复合等3类。复合支架使生物材料具有互补特性,一定程度上满足了理想生物材料支架应具的综合特点,但目前很多研究仍处于实验阶段,还有一些问题有待于解决,如不同材料的复合比例、复合工艺等。     

组织工程技术及生物材料修复运动性关节软骨损伤

目的：总结组织工程技术及生物材料在防治运动性关节软骨损伤中的应用特点。方法：以＂关节软骨,组织工程技术,生物材料＂为中文关键词,以＂tissue enginneering,articular cartilage,scaffold material＂为英文关键词,采用计算机检索Pubmed数据库（http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed）及维普数据库（http：//www.cqvip.com/）1993-01/2010-10的相关文章,排除重复研究或Meta分析类文章。以23篇文献为主,重点对修复运动性关节软骨损伤种子细胞、支架材料、细胞因子及其性能进行讨论。结果：计算机初检得到104篇文献,根据纳入排除标准,对组织工程软骨的种子细胞、生物支架材料以及用于组织工程中的细胞因子进行总结与分析。种子细胞是制约组织工程软骨进一步临床应用的首要因素,目前常采用的种子细胞有软骨细胞、骨髓基质干细胞和胚胎干细胞等;生物支架材料包括天然材料和人工合成可降解聚合物等;用于软骨组织工程的生长因子主要包括转化生长因子、骨形成蛋白、成纤维细胞生长因子、胰岛素样生长因子等。结论：迄今为止,无论是工程软骨的种子细胞、支架材料、培养环境等还没有任何一种材料被认为最理想,寻求一种具有良好性能的组织工程化关节软骨是未来研究的重点。但目前很多研究仍处于实验阶段,还有一些问题有待于解决,特别是组织工程细胞支架材料植入体内后,材料的降解与细胞功能发挥是否同步,会不会产生遗传物质改变、基因表达或基因突变等问题,将其应用于临床更需要相关学者专家不断的实践和探索。     

软骨修复材料在运动性膝关节软骨损伤修复中的作用

背景:评价软骨修复材料在膝关节软骨损伤修复中的效果,为医务、科研工作者的研究提供一定的借鉴.方法:采用电子检索的方式,在万方数据库(http://www.wanfangdata.com.cn/)中检索2000-01/2011-03关于修复材料在膝关节软骨损伤研究的文章,关键词为"生物材料;关节软骨;缺损;修复".排除重复研究、普通综述或Meta分析类文章,筛选纳入26篇文献进行评价.结果:膝关节软骨损伤在运动性损伤中较为常见,现在主要的治疗方法是自体骨软骨移植修复膝关节软骨缺损.新型的软骨替代材料研究仍处于动物试验阶段,且在动物体内长期疗效及远期的生物力学变化还未有进一步的证实,进入临床试验更需要一个过程.结论:关节软骨损伤修复的基础研究与临床治疗,虽仍存在许多重点和难点问题亟待探索,但关节软骨损伤修复正从生物材料移植向人工再造活性软骨的崭新阶段迈进.随着各种新型材料的研制和开发,关节软骨损伤修复研究将日益完善,并为临床奠定坚实的基础,应用前景十分广阔.     

软骨修复材料种类的比较

背景：软骨修复材料要求具有特定的生化、物理性质,如极强的生物相容性、合适的生物降解性、可控的孔径大小、足够的孔隙率等。目的：对比分析各种软骨修复材料的特点。方法：应用计算机检索万方数据库、CNKI数据库2001/2010与软骨修复材料相关的文章,检索关键词为＂软骨,修复,支架材料,组织工程,生物材料＂。结果与结论：软骨组织工程支架材料分为天然支架材料、复合支架材料、可注射支架材料、仿生支架材料等。但是各种材料具有各自的优势与不足,目前多采用复合支架材料或利用仿生原理制备仿生支架材料或是可注射型支架材料,以充分发挥材料的优势,克服不足,使其生物力学特性更加接近天然骨组织。尽管骨组织工程研究已经取得了相当快速的进展和成果,但仍有许多问题需要解决：支架的免疫原性即降解转归及对机体的影响;支架是否可与软骨下骨有效结合;支架材料的降解速度是否可与组织形成相匹配;支架的生物力学性能是否与软骨组织相同或接近等。     

骨软骨组织库来源同种异体骨软骨移植物的临床应用

背景：关节软骨全层损伤的治疗一直是骨科和运动医学科处理的难题。同种异体骨软骨移植可提供有活性和具有生物力学性能的透明软骨,修复全层关节软骨缺损。关节软骨组织库提供的同种异体骨软骨移植物来源充足,在膝关节软骨缺损的治疗中前景可观。目的：总结关节软骨组织库提供的同种异体骨软骨移植物的取材、保存、质量控制及临床应用方面的研究进展。方法：由第一作者用计算机检索PubMed数据库和中国期刊全文数据库2013年1月前发表的文章,检索词分别为“tissuebank,knee,articularcartilage,preservation,transplatation”和“组织库,膝,关节软骨,保存,移植”,语言分别设定为英文和中文。总结骨软骨组织库取材、保存方法、质量控制及骨软骨移植物在膝关节软骨缺损治疗的临床应用进展。结果与结论：共检索到194篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入19篇文章。结果表明,同种异体骨软骨移植是治疗膝关节软骨缺损的有效方法,建立骨软骨组织库可为膝关节软骨缺损的治疗提供安全、有活性的组织,目前骨软骨组织库还处于起始阶段。     

A multi-directional in vitro investigation into friction, damage and wear of innovative chondroplasty materials against articular cartilage

BACKGROUND: The wear of the biomaterial/cartilage interface is vital for the development of innovative chondroplasty therapies. The aim of this study was to investigate potential chondroplasty biomaterials when sliding against natural articular cartilage under uniaxial reciprocating and multi-directional rotation/reciprocating motions. METHOD: Three biphasic hydrogels were compared to articular cartilage (negative control) and stainless steel (positive control). Friction was measured by means of a simple geometry friction and wear simulator. All tests were completed in 25% bovine serum at 20 degrees C. Mechanical alterations to the surface structure were quantified using surface topography. FINDINGS: Articular cartilage produced a constant friction value of 0.05 (confidence interval=0.015) with and without rotation. Stainless steel against articular cartilage produced an increase in friction over time resulting in a peak value of 0.7 (confidence interval=0.02) without rotation, increasing to 0.88 (confidence interval=0.03) with rotation. All biphasic hydrogels produced peak friction values lower than the positive control and demonstrated no difference between uni- and multi-directional motion. Degradation of the opposing cartilage surface showed a significant difference between the positive and negative controls, with the greater cartilage damage when sliding against stainless steel under uni-directional motion. INTERPRETATION: The lower friction and reduction of opposing cartilage surface degradation with the potential chondroplasty biomaterials can be attributed to their biphasic properties. This study illustrated the importance of biphasic properties within the tribology of cartilage substitution materials and future work will focus on the optimisation of biphasic properties such that materials more closely mimic natural cartilage.     

组织工程材料修复半月板运动损伤的可行性及特点

背景：组织工程技术的发展为半月板损伤的修复和再造开辟了新的途径,利用该技术构建有功能的半月板在防治半月板切除后的并发症中有重要意义。目的：综述了组织工程材料在半月板运动损伤修复中的可行性及特点。方法：由第一作者检索1990/2010 PubMed数据库及中国知网数据库有关天然生物材料、人工合成材料、纳米材料修复半月板损伤的文章。英文检索词为＂meniscus,sports injuries,repair,tissue engineering,material＂,中文检索词为＂半月板,运动损伤,修复,组织工程,支架材料＂。结果与结论：由于半月板的血供特点,致使半月板无血运区损伤不具备愈合能力。组织工程技术的发展为半月板损伤的修复和再造开辟了新途径。目前报道较多的修复半月板支架材料主要有天然生物材料、人工合成材料、纳米材料等。组织工程化半月板的研究已取得了阶段性的成果,但对支架材料正处于研发实验阶段,还没确定出一种最理想的材料,因此寻求一种具有良好的细胞相容性,可控制的降解率并具有一定力学强度的支架材料仍是半月板组织工程的研究热点。