人工颈椎间盘置换的生物力学系统评价

目的:评价人工颈椎间盘置换对颈椎运动范围及临近节段生物力学的影响.方法:以计算机检索方法检索中国期刊全文数据库中(CNKI:2005/2009)关于人工颈椎间盘置换治疗颈椎病的临床随访、对照实验,检索词为"人工颈椎间盘置换、生物力学".检索后对每项研究的资料结果进行提取、分析.结果:共有21项实验469例颈动脉狭窄患者符合纳入标准,分析结果显示人工颈椎间盘置换后脊髓功能JOA评分较置换前明显升高.置换节段稳定并部分恢复了颈椎正常的活动范围.而且与颈前路减压植骨融合术相比,人工颈椎间盘置换未增加临近节段的关节活动范围和应力负荷,阻止或降低了临近节段的退变及颈椎活动范围减小的发生率,随访时影像学均未见假体移位、脱落、下沉等并发症发生.结论:人工颈椎间盘置换使颈椎运动范围得到一定保持,颈椎稳定性好,置换后对邻近节段影响较小,阻止了相邻节段的退变加速,是颈椎病治疗方面一种具有良好发展前景的治疗方法.但Fh于其临床应用时间短,其潜在的异位骨化、假体下沉、脱出等问题题仍有待于长期临床观察.     

本期专题：椎体植入物的生物力学变化②

1人工颈椎间盘假体置换短期随访：颈椎稳定性及其运动范围变化汤雪明（常州市第二人民医院骨科,江苏省常州市2130001推荐理由：经典的颈椎前路减压融合带采的颈椎活动度减少、旋转运动轴线改变,邻近节段负荷增加、退变加速等缺陷引发了人们对人工颈椎间盘的研究。但随着假体的广泛应用和随访时间的增加,假体相关并发症导致人工椎间盘置换失败逐渐被学者认识。早期并发症包括假体固定螺钉部分脱出,少数出现螺钉断裂：     

人工颈椎间盘结构、材料及体外生物力学的研究进展

背景：人工颈椎间盘置换作为颈椎疾病治疗的全新方法,正逐渐得到临床广泛认可,其使用的植入器械——人工颈椎间盘还需更深入研发及验证。目的：综述了现有人工颈椎间盘产品的结构、材料及体外生物力学研究,并对未来发展状态进行展望。方法：以“artmciaIcen,icaIdisc,prothesis,structure,materiaI,biomechanicalstudy＂为英文检索词检索Pubmed数据库,以“人工颈椎间盘,假体,结构,材料,生物力学”为检索词检索CNKI数据库,纳入人工颈椎间盘结构设计、材料设计及体外生物力学评估相关工作,主要整理近5年来有关研究,排除重复性工作,重点对36篇文献进行分析讨论。结果与结论：现有人工颈椎间盘产品主要采用金属-聚合物（MOP）结构,以半限制型和非限制型居多,尺寸系列已较完善,且全为进口产品。通过对现有产品进行分析与总结,提出人工颈椎间盘在新结构设计、面向种群设计和材料改进3个方向有重大发展空间,材料改进可以从终板材料、髓核材料、表面喷涂材料几方面考虑。     

人工椎间盘及髓核假体的生物力学

背景:全椎间盘或髓核假体是否符合人的椎间盘的解剖特点、生物力学是目前关注的焦点。目的:综述目前存在的人工椎间盘及髓核假体的类型及其生物力学特征。方法:由第一作者用计算机检索万方数据库、中国期刊全文数据库和PubMed数据库,检索时间:1989/2011,检索词分别为"椎间盘、髓核、人工假体、生物力学"和"intervertebral diac,nucleus pulposus,artificial prosthesis,biomechanics",语言分别设定为中文和英文。纳入与人工椎间盘及髓核假体的材料类型及其生物力学特性相关的研究,排除重复性研究。共检索到72篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入26篇文章进行分析。结果与结论:目前应用于人工椎间盘的材料有钴铬合金、钛合金、不锈钢、陶瓷和超高分子量聚乙烯等。应用不同材料制备的人工椎间盘假体校多,其中Bryan假体在临床中最常用,体外实验、三维有限元分析及临床研究均证实其具有良好的生物力学特性,置换成功率高。目前存在的人工髓核假体有预制型和原位聚合型,由于其手术损伤小,是目前研究的热点,但仍很难达到人体髓核的生物力学功能。发掘新型材料和设计个性化假体是将来的发展方向。     

人工颈椎间盘置换与融合治疗颈椎病：中短期疗效的比较

背景：近年来,以人工颈椎间盘置换为代表的非融合技术不断改进,在重建受累节段间盘结构和功能的基础上,使得术区节段颈椎结构显著接近天然生理系统所要求的动静态负荷应力分布,在保护退变节段椎间小关节及邻近节段颈椎结构功能及维持颈椎动态稳定性方面作用显著,表现出较节段融合技术明显的方法学优势。 目的：评价颈前路椎间盘切除融合与Bryan人工颈椎椎间盘置换治疗单节段间盘退变性脊髓或神经根型颈椎病的临床效果。 方法：纳入2010年3月至2012年3月收治的43例单节段退变的脊髓或神经根型颈椎病中老年患者,随机分为前路颈椎间盘切除加椎间植骨融合组（融合组）和Bryan人工椎间盘置换组。治疗前后通过X射线影像学检查观察颈椎整体及目标间隙上下邻近椎间活动度的变化;随访期间应用日本骨科协会评分、颈痛目测类比评分和颈椎功能障碍指数进行术后神经功能恢复评估。 结果与结论：所有患者术中及术后未出现神经血管损伤的并发症。人工椎间盘置换组术后整体颈椎及邻近关节活动度较融合组有所改善;术后各组患者神经功能均较术前明显改善,术后3个月人工椎间盘置换组日本骨科协会评分、颈痛目测类比评分及颈椎功能障碍指数均较融合组明显改善（P〈0.05）,末次随访时除颈痛目测类比评分两组间有差异外,其余神经功能两组恢复情况相同。随访期间未见假体下沉、偏移及异位骨化现象。提示人工颈椎间盘置换能有效保持颈椎节段活动度,并对邻近节段间盘退变有一定的保护作用,中期随访可取得与融合手术相当的神经功能改善效果,非融合技术在单节段颈椎病的中短期疗效优于融合技术。     

超级陶瓷合成物构建的脊椎间盘

背景：人工椎间盘置换在临床的应用已经取得了良好效果,但其假体的设计、磨损碎屑、骨质疏松症、翻修策略、病例选择等诸多因素均很大程度上影响手术的疗效。目的：综述了人工椎间盘置换解决方案所面对的问题、未来一代人工椎间盘置换的需求、以及陶瓷技术公司的未来脊柱方案等问题。方法：以＂Total Disc Replacement,vertebra,ceramics＂为英文检索词,检索1990/2008PubMed数据库和国际科学引文数据库文献。纳入与人工椎间盘置换术及陶瓷人工关节相关文献。排除重复性研究。重点对27篇文献进行了分析和讨论。结果与结论：现在看起来人工椎间盘置换磨损要比髋关节和膝关节成形术的磨损要低。然而,人们所担忧的是磨损碎屑和任何继发的炎症反应可能发生在非常接近于神经结构的部位。有关人工椎间盘置换中全身金属离子释放的量还存有争议。MRI扫描会因存在有金属合金而出现人工伪影,至今还没有由制造商提供的有关进行MRI检查时植入物可能发热或移动的体外试验数据。复合材料Biolox~ delta是超级的陶瓷材料,具有良好的生物相容性、耐磨性能和抵抗骨折特性,可以确保人工椎间盘置换在患者有生之年术后随访中表现出优越的放射学和MRI影像,可面对未来人工椎间盘置换解决方案需求的挑战。     

超级陶瓷合成物构建的脊椎间盘

背景:人工椎间盘置换在临床的应用已经取得了良好效果,但其假体的设计、磨损碎屑、骨质疏松症、翻修策略、病例选择等诸多因素均很大程度上影响手术的疗效.目的:综述了人工椎间盘置换解决方案所面对的问题、未来一代人工椎间盘置换的需求、以及陶瓷技术公司的未来脊柱方案等问题.方法:以 "Total Disc Replacement,vertebra,ceramics"为英文检索词,检索1990/2008 PubMed数据库和国际科学引文数据库文献.纳入与人工椎间盘置换术及陶瓷人工关节相关文献.排除重复性研究.重点对27篇文献进行了分析和讨论.结果与结论:现在看起来人工椎间盘置换磨损要比髋关节和膝关节成形术的磨损要低.然而,人们所担忧的是磨损碎屑和任何继发的炎症反应可能发生在非常接近于神经结构的部位.有关人工椎间盘置换中全身金属离子释放的量还存有争议.MRI扫描会因存在有金属合金而出现人工伪影,至今还没有由制造商提供的有关进行MRI检查时植入物可能发热或移动的体外试验数据.复合材料Biolox(R) delta是超级的陶瓷材料,具有良好的生物相容性、耐磨性能和抵抗骨折特性,可以确保人工椎间盘置换在患者有生之年术后随访中表现出优越的放射学和MRI影像,可面对未来人工椎间盘置换解决方案需求的挑战.     

人工髋关节假体的分类及设计

背景:人工髋关节置换是指用生物相容性良好的材料制成的一种类似人体骨关节的假体,置换被疾病或损伤所破坏的关节或关节平面,缓解关节疼痛、矫正畸形假体、改善关节的活动功能。目的:对人工髋关节假体分类及设计研究文献的发展趋势进行多层次探讨分析。方法:以电子检索方式对CNKI数据库学术期刊2002-01/2011-12收录有关人工髋关节假体分类及设计研究的文献进行分析,采用检索词为"髋关节置换;人工假体;假体设计;假体类型",运用数据库的分析功能和Excel软件图表的功能分析数据特征。结果与结论:CNKI数据库学术期刊2002/2011收录人工髋关节假体分类及设计研究的文献135篇,从文献数量上看处于上升趋势。以外科学分类的文献为主。《中国组织工程研究与临床康复》杂志因设有医学植入物栏目,在人工髋关节假体分类及设计研究中发表文献数量最多为33篇。上海交通大学是人工髋关节假体分类及设计研究的重点单位,王成焘教授是从事此研究的重要核心作者。文献关键词显示人工髋关节假体设计和类型主要考虑髋关节、股骨的生物力学方面问题,以及人工髋关节假体有限元分析、翻修、假体无菌性松动等。     

股骨假体置入后的生物力学分析

目的:对股骨假体置入后的生物力学进行探讨.方法:应用计算机检索PubMed数据库及CNKI数据库,在标题和摘要中以"股骨假体,生物力学"或"Biomechanics,femoral prosthesis"为检索词进行检索.选择文章内容与股骨假体置入后的生物力学相关,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章,最终纳入26篇文献.结果:目前常用的骨修复材料包括自体骨和金属假体.自体骨虽然是理想的骨缺损修复材料,但自体取骨增加了患者的创伤和痛苦,并且供骨的来源有限,难以满足大段骨移植的要求;金属假体对缺口敏感,存在松动、断裂、组织相容性差、不可降解等问题.结论:骨科植入体大量应用解决了骨科学术领域的许多难题,研制理想的人工骨替代材料移植修复骨缺损,成为医学和组织工程学领域的研究重点.     

人工肩关节假体修复肩关节损伤

背景：肩关节置换成功的关键是尽可能重建肱骨近端的解剖结构,目前人工肩关节假体种类繁多,疗效差异较大。目的：总结人工肩关节假体在肩关节损伤修复中的应用进展。方法：由第一作者用计算机检索万方数据库、中国期刊全文数据库（CNKI）和PubMed数据库,检索时间为1999/2012,检索词分别为＂肩关节,人工假体＂和＂should erjoint,Artificial falsebody＂。从人工肩关节假体的类型,设计,应用及并发症方面进行总结,全面介绍人工肩关节假体在肩关节损伤修复中的应用进展。共检索到86篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入25篇文章。结果与结论：目前常用的人工肩关节假体中,UNIVERS3-D和Aequalis骨折型肩关节假体临床效果较好,置换后并发症及翻修率低,生物相容性较好。DeltaⅢ逆置式肩关节假体植入后因肩胛盂下凹槽形成及脱位等并发症,而致翻修率较高,生物相容性较差。因此,正确选择病例、熟悉肩关节的解剖学机制和肩关节特殊的重建技术,并在此基础上制定周密的置换方案可以降低人工肩关节假体置换并发症的发生,从而提高假体和宿主的生物相容性。     

血液炎性标志物用于关节假体感染诊断的研究与应用

背景：人工关节置换作为一种成熟的治疗疗法现已在国内外广泛应用,关节假体感染是人工关节置换后严重的并发疵之一,感染后将给忠者带来严重后果。目前,对假体感染的诊断还没有一项临床或实验室检查在灵敏度、特异度和精确度上达到令人满意的程度。目的：讨论并总结人工关节置换后假体感染的相关血液炎性标志物诊断方法。     

人工髓核假体的研究进展及其发展方向

背景：人工髓核置换是治疗腰椎间盘疾病以及重建椎间稳定和微动功能的最佳方法之一,理想的人工髓核材料的研究是当前研究的热点和难点。目的：简要回顾国内外治疗腰椎间盘突出症尝试的不同方法以及取得的成绩,重点分析人工髓核材料的发展历史及现状,并对预制型和原位聚合型两种人工髓核基本特性进行综述。方法：由第一作者检索1995／2010 PubMed数据库（http：／／www．ncbi．nlm．nih．gov／PubMed）、万方数据库（http：／／www．wanfangdata．com．cn）、书籍《腰椎间盘突出症》有关腰椎间盘退变治疗方法、髓核置换材料选择及置入方法等方面的文献。英文检索词为“nucleus replacement,biocompatibility,discdegenerative”,中文检索词为“髓核置换,生物相容性,间盘退变”。检索文献量总计90篇,排除重复性研究,共保留其中的36篇归纳总结。结果与结论：目前髓核置换假体可以分为两种：预制型和原位聚合型。预制型假体与生理髓核组织的生物力学更相近,但是报道有不同并发症。原位聚合材料由不同的单体在置入后聚合、硬化形成弹性体,这就使手术创伤降到最小,减少内植物移位的风险,但是这些材料仍在初步评估节段。提示作为治疗腰椎间盘突出症的新方法之一,不同材料的人工髓核目前正处于不同研制阶段中,并且取得了一些有意义的早期研究成果,人工髓核置换作为常规手术的补充和改进,是一种具有潜力的治疗方式。     

人工腰椎间盘假体设计原理研究及未来趋势发展

背景：椎间盘置换是治疗椎间盘退行性疾病的新选择,可在消除疼痛的同时保留腰椎原有的生物力学状态,但对于其假体结构和材料设计尚需进一步研究和验证。目的：对现有腰椎间盘假体结构和材料设计方案进行综述,并对其未来优化设计进行展望。方法：第一作者应用计算机检索中国期刊全文数据库、Pubmed数据、中国生物医学文献数据库中2005年1月至2013年2月有关人工腰椎间盘及髓核假体材料类型及生物力学的文章。中文检索词为“人工椎间盘,假体设计原理,结构,材料,临床试验”,英文检索词为“artificial lumbar disc, total disc replacement, structure, material, clinical trial”,排除重复及陈旧文献。共检索到135篇文章,共纳入36篇文章进行综述。结果与结论：目前用于椎间盘的材料有钴铬合金、陶瓷、不锈钢、钛合金和超高分子量聚乙烯等。用不同材料制备的椎间盘假体较多,其中Bryan假体在临床最常用,三维有限元分析、体外实验及临床研究都证实具有良好的生物力学特性,置换成功率较高。人工髓核假体有预制型及原位聚合型,由于置换损伤小,是目前的研究热点,但很难达到人体髓核生物力学功能。挖掘新型材料来设计个性化假体是将来的发展方向。对于假体结构和生物材料设计经历了不断的改进与发展,文章结合最新研究趋势,对椎间盘假体未来在材料改进、结构仿生设计、假体和辅助置入器械优化设计等发展方向进行了展望。     

钛笼与聚醚醚酮椎间融合器在颈前路减压椎间融合中的应用

背景：目前颈椎前路手术常用的两种椎间融合器为钛笼和聚醚醚酮椎间融合器,但两者在影像学及临床疗效评价上仍然存在争议。 目的：系统评价钛笼与聚醚醚酮椎间融合器应用于颈前路减压椎间融合后影像学及临床疗效。 方法：计算机检索Cochrane Library（2013年第5期）、MEDLINE、EMBASE、CNKI、万方数据库,收集至2013年6月1日国内外公开发表的在颈前路手术中对钛笼与聚醚醚酮椎间融合器的使用进行比较的对照研究,由2位研究者独立评价文献,采用Cochrane协作网提供的RevMan 5.2软件进行Meta分析。 结果与结论：最终纳入文献4篇,共235例患者,其中钛笼组128例,聚醚醚酮椎间融合器组107例。Meta分析结果示：在融合率方面及临床疗效方面,两组差异无显著性意义（P 〉 0.05）,在融合器下沉移位率方面,两组在短期差异无显著性意义（P 〉 0.05）,但是在长期方面聚醚醚酮组下沉移位率要小于钛笼组,差异具有显著性意义（P 〈 0.05）。在颈椎曲度和椎间隙高度的维持方面,聚醚醚酮组要优于钛笼组。在颈前路减压椎间融合术中应用聚醚醚酮椎间融合器可以获得较好的融合率和临床疗效,相比钛笼可以更好的长期维持颈椎曲度和椎间隙高度,并且拥有更小的下沉移位率。     

椎间盘退行性变的相关生物分子因素

背景：随着年龄的增长,椎体过度活动和超负荷承载使椎体加快出现老化,并在外力的作用下,继发病理性改变,以致椎间盘纤维环破裂,椎间盘内的髓核突出,引起腰腿痛和神经功能障碍。目的：总结椎间盘退行性变的相关生物分子因素的研究进展,并展望其发展趋势。方法：应用计算机检索PubMed数据库;中国知网数据库;万方数据库;维普数据库2000-02/2012-01有关椎间盘退行性变的相关生物分子因素的文献。检索文献包括研究原著及综述,排除重复性研究。结果与结论：共保留32篇文献归纳总结。椎间盘退变是由多种相关因素在长期条件下相互作用而引起的,是一系列脊柱退行性病变的前提和慢性病理过程的基础。椎间盘髓核细胞不仅是残留脊索细胞,而且对于整个椎间盘功能的维持起到重要作用。对髓核细胞在RNA、DNA及蛋白水平相关生物分子因素的研究,为延缓及治疗以及将来扭转和修复椎间盘退行性变提供了可能。     

肿瘤干细胞的耐药性与耐药机制

背景：肿瘤干细胞不仅与肿瘤的多药耐药性有密切的关系,而且有着复杂的多药耐药机制。目的：对肿瘤干细胞及其耐药性和耐药机制的关系进行总结,为肿瘤的临床治疗提供新的思路。方法：应用计算机检索FMJS和Pubmed西文数据库检索（2003/2010）,以＂cancer stem cell,multiple drug resistance,apoptosis,cell cycle＂为检索词;用计算机检索万方数据库（2000/2010）,CNKI数据库（2000-2010）以＂肿瘤;肿瘤干细胞;多药耐药性＂为关键词。共收集到中文文献56篇,外文文献372篇。排除发表时间早、重复及类似研究,纳入29篇符合标准的文献。结果与结论：对干细胞的研究帮助人们加深对肿瘤的发生、发展及转移的认识。肿瘤组织中可能存在一小部分肿瘤细胞,与正常干细胞一样具有自我更新和无限增殖的能力,但具有特殊的耐药机制。肿瘤干细胞与肿瘤的发生及治疗关系密切。但针对肿瘤干细胞复杂的多药耐药机制尚有待进一步研究。     

人工腰椎间盘假体设计原理与研究进展

背景：人工腰椎间盘置换作为治疗腰椎间盘退行性疾病的新选择，由于在消除患者疼痛的同时保留了腰椎原有的生物力学状态，得到了临床的广泛关注，对于假体结构和材料设计尚需进一步研究和验证。 目的：对现有人工腰椎间盘假体结构和材料的设计情况进行了综述，并对未来的优化设计趋势进行了展望，可为今后开发以及评估新的人工腰椎间盘假体提供指导。 方法：计算机检索PubMed、CNKI、中国生物医学文献数据库，纳入包含人工腰椎间盘的结构设计、材料设计以及体内、体外生物力学评价的文章，排除观点重复和陈旧的文章，最后对46篇文献进行归纳与讨论。 结果与结论：人工腰椎间盘已经历了近30年的发展，对于假体的结构和生物材料的设计也经历了不断的发展与改进，文章对现有人工腰椎间盘假体的运动保留设计、运动限制设计、即刻固定设计、基体材料、负重面材料、涂层材料的研究现状进行了归纳总结，并结合现有的体内、外生物力学实验结果对各种设计进行评价。最后结合最新的研究趋势，对腰椎间盘假体未来在结构仿生设计、材料改进、假体和辅助植入器械的优化设计等发展方向进行了展望。