组织工程人工骨材料修复长骨节段性缺损的现状与展望

背景：骨移植、人工替代物置换、骨延长等长骨节段性缺损修复方法虽已在临床上应用,但均有各自的局限性。 目的：就目前骨缺损的治疗加以回顾总结,并对长骨大段性缺损的修复方式作展望性分析。 方法：由第一作者检索PubMed数据库、中文生物医学文献期刊数据库2000-01/2010-12有关长骨大段性缺损修复的文章。英文关键词为“bone defect, bone tissue engineering,artificial bone,bone transplantation,therapy”,中文关键词为“骨缺损,骨组织工程,人工骨,骨移植,治疗”。排除标准陈旧性文章及重复性研究。 结果与结论：保留33篇文献进行文献证据提取。长骨节段性缺损的治疗包括自体骨移植、异体骨移植、骨延长、人工骨替代移植等,以组织工程人工骨的研究、利用为热点和主要发展方向,但以基础性研究和动物实验为多,少见于临床应用。组织工程人工骨在应用于临床长骨缺损治疗之前,尚存诸多问题急需解决,但仍为最有开发前景的骨缺损修复材料。     

人工骨材料修复骨缺损:多种复合后的生物学与力学特征

背景:当前应用广泛的骨缺损修复方式主要有自体骨移植、异体骨移植和人工骨移植,人工骨移植可避免患者自身取材的痛苦和并发症及同种异体骨免疫排斥的危险。目的:综述近几年来国内外常用的几种人工骨材料的研究进展情况。方法:应用计算机检索2007至2013年中国期刊全文数据库、PubMed数据库、中国生物医学文献数据库、FMJS数据库中有关人工骨材料的研究。中文检索词为"人工骨,材料,骨缺损,骨移植",英文检索词为"artificial bone,material,bone defect,bone graft"。结果与结论:目前常用的人工骨材料有天然高分子材料、人工合成高分子、无机材料、纳米材料。理想的骨移植替代物应该具备以下条件:良好的生物相容性;局部形成微酸性生物环境;利于血管和成骨细胞长入;可完全生物降解;兼具骨生成性、骨传导性和骨诱导性。生物蛋白胶降解及组织相容性较好,且可塑形,但强度较差,以后研究方向主要为加强其强度。人工合成及无机材料强度及支架作用较好,但组织相容性较差,提高其组织相容性很重要。纳米材料为较合适的人工骨材料。目前应用于骨组织工程研究的人工骨材料均有各自的长处和不足,尚不能同时满足理想的骨组织工程细胞外基质材料各方面的要求,而且在生物学和力学特性上与天然骨有差异,故将多种类型材料复合并进行结构和功能修饰,是研制理想骨缺损修复材料的方向。     

人工股骨头材料学特点与临床应用

背景：目前人工股骨头生物材料学的研究已经取得了显著的成果,但仍存在一些问题。 目的：探讨人工股骨头材料学特点与临床应用的研究进展。 方法：应用计算机检索维普数据库,在标题和摘要中以“人工股骨头,研究进展,临床应用”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,根据纳入标准选择18篇文献进行综述。 结果与结论：人工关节用于临床已有近百年的历史,经科研工作者们的不断努力,人工关节从材料到设计,都取得了很大的进步。多种人工骨置入材料不仅具有合适的孔隙结构、表面形貌和理化性能,良好的生物相容性,同时符合材料的细胞毒性要求,有望成为理想的骨科植入体。但是随着研究的深入,复合材料研究的不断发展,人工骨材料生产工艺的提高,学科工作者将获得结构和性质类似于人体组织具有多种生物活性的生物医学材料,为人工骨修复材料和人工假体的开发及骨缺损修复的治疗带来新的希望。     

骨移植支架材料的理论研究与临床应用

背景：骨移植是治疗骨缺损的重要方法,骨移植支架材料一直是骨科学的研究热点。 目的：综述骨移植支架材料的研究进展。 方法：应用计算机检索2000至2009年 CNKI(医学版)数据库和外文生物医学期刊整合系统中有关骨移植支架材料与骨缺损修复方面的文献。 结果与结论：理想的骨移植支架材料应具备的条件包括良好的生物相容性、生物可降解性、多孔三维立体结构、可塑性和一定的机械强度、骨诱导性、易消毒性。目前常见的骨移植支架材料基本归为自体骨、异体骨、异种骨、人工骨4类,重组合异种骨、组织工程骨等可归为异种骨及人工骨的衍生物。一些衍生物还可以复合抗生素等其他物质。尽管各类骨移植材料品类繁多,但各有优点与不足。临床治疗骨缺损,尤其大量或节段性骨缺损,迫切需要一种适宜的填充材料,作为最有潜力的异种骨移植,尚需进一步研究来评价其临床安全性及有效性。     

同种异体骨移植用于骨缺损修复的应用现状

背景：创伤、感染和骨种瘤等原因导致的骨缺损难以自身愈合,目前治疗主要以骨移植为主。同种异体骨移植与实质脏器移植有所不同,诱发的免疫排斥反应相对较小,在临床上得到广泛应用。 目的：总结中国同种异体骨移植治疗骨肿瘤、创伤性骨缺损和脊柱病变的现状。 方法：应用计算机检索PubMed 数据库及中国期刊网全文数据库1983-01/2011-10 有关同种异体骨移植在各种骨科疾病中应用的文章,英文检索词为“bone allograft; bone transplantation; repair; bone defect”,中文检索词为“同种异体骨,骨移植,修复,骨缺损”。排除重复性及非中英文语种研究,共保留27篇文献进行综述。 结果与结论：同种异体骨移植作为临床上修复骨缺损的方法,广泛用于骨折、骨肿瘤切除后导致骨缺损的修复、脊柱和关节疾患的治疗。虽然同种异体骨移植存在细菌和病毒感染、骨折、不愈合、延迟愈合等危险,但是由于它在修复骨缺损时具有的一些优点：结构类似于自体骨,排斥反应较异种骨轻,而且不存在自体骨移植引起的供区损伤、延长手术时间等问题,使其成为修复骨缺损的常用材料。      

骨填充材料修复骨肿瘤术后的骨缺损

背景：骨填充材料具有良好的生物活性、生物相容性、生物安全性和机械性能,可通过骨的传导及诱发新骨形成等作用实现骨的自身修复,是一种高效、安全、性价比较高的骨移植替代材料,可作为修复囊性破坏的良性骨肿瘤和瘤样病变术后缺损的修复材料进行更深入地研究及开发利用。 目的：总结近年有关骨填充材料修复骨肿瘤术后骨缺损的研究进展。 方法：由作者应用计算机检索维普数据库中与骨填充材料修复骨肿瘤术后骨缺损有关的文献,检索时限为1998-01/ 2009-10。检索关键词：骨填充材料,骨肿瘤,骨缺损。最终纳入22篇文献进入结果分析。 结果与结论：应用同种异体骨、自体骨复合物修复骨肿瘤瘤段切除后骨缺损是一种具有较高临床应用价值的有效方法。同种异体骨作为可被宿主生物学吸收重建的永久性植入材料,其相对于其他材料有很大优势。对于四肢良性肿瘤切除后骨缺损的修复,尤其是较大的骨缺损是一种具有较高临床应用价值的植入材料。     

人工骨或自体骨移植联合椎弓根钉内固定修复脊柱结核

背景：随着内固定材料和内固定技术的发展,越来越多的国内外学者开始应用人工骨材料联合椎弓根钉内固定修复脊柱结核。目的：综述人工骨修复材料联合椎弓根内固定修复脊柱结核的特点。方法：应用计算机检索CNKI和PubMed数据库1985至2014年有关人工骨移植材料修复脊椎结核方面的文献,中文关键词为“脊椎结核、骨移植、内固定”,英文关键词为“Spinal tuberculosis,Bone graft,Fixation”。结果与结论：在骨修复材料联合椎弓根内固定修复脊柱结核中,自体骨是骨移植的金标准,无免疫排斥反应,但为了避免自体骨取骨量有限、取骨后疼痛等并发症的发生,人工骨材料得到了广泛研究。目前应用的人工骨材料主要包括钛及其合金、羟基磷灰石复合物及医用硫酸钙,具有良好的生物相容性,但均存在一定的局限性和不足。     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     

骨修复替代材料修复骨缺损的选择与应用

背景：在骨缺损治疗方面,近几年集中在骨修复替代材料领域出现了一系列重大科研突破,催生了很多全新的骨修复替代材料。目前临床上可供选择的骨修复替代材料种类繁多,各种材料的特性不同,各有优势和缺点。如何正确选择与应用是创伤骨科医师面临的实际问题,值得讨论和推敲。 目的：通过对自体骨、同种异体骨和人工骨材料在应用中的相关文献分析,评价3种骨修复替代材料的生物性能,有利于骨科医师更好的理解几种骨修复替代材料的理化、生物性能,进一步提高诊断和治疗水平。 方法：人工骨材料在骨缺损修复中起到不可取代的作用,并且也获得良好的临床效果,但近期临床效果并非是与传统材料的最终比较结果。人工骨材料安全性和稳定性的验证尚缺乏足够的实验依据,确切疗效尚须长期的临床观察。寻找具有良好生物特性的人工骨材料抑制是骨科的研究热点。分别对自体骨、同种异体骨、人工骨材料3种骨修复替代材料治疗骨缺损的理化、生物性能,安全性综合比较进行实验数据分析。 结果与结论：①在骨缺损修复过程中,从修复质量、免疫排斥和疾病传播等多方面来衡量,自体骨都是最佳的选择,成为骨移植的金标准。但来源有限且取骨区可能产生并发症,取骨又造成第二术区的创伤,因而它的临床应用受到了很大的限制。②同种异体骨的来源比自体骨多,但与宿主间的免疫排斥反应,并有感染疾病如肝炎病毒的可能。③人工骨材料成型迅速,在计算机辅助设计和辅助制作的帮助下,能更好的合成与缺损骨形态接近的骨修复替代材料,人工骨材料的骨诱导性和仿生物性骨结构方面还不能令人满意。④现有的骨修复替代材料均存在各自不同某些缺陷,不能完全满足临床质量的需要。未来能代替天然骨骼,解决骨缺损修复的材料应当是优势的组合,是骨修复替代材料的发展趋势。     

脱细胞骨基质研究进展

因严重创伤及骨肿瘤所致的骨不连、骨缺损严重影响人体生活质量甚至威胁生命,一直是困扰骨科医生的难题。中国每年有数百万人面临骨不连、骨缺损的痛苦。目前常用的治疗方法主要采用自体骨移植、异体骨移植和人工骨移植等修复骨缺损。这些方法各有优缺点,难以满足临床上修复各种骨缺损的需要。也就是说,目前还没有十分理想的骨移植材料。寻找理想的骨     

同种异体骨移植后T淋巴细胞的分布与变化

背景：研究表明体液免疫在同种异体骨移植免疫排斥反应中不起主要作用,目前一般认为细胞免疫在排斥反应中起主导作用。 目的：概述同种异体骨移植后T淋巴细胞的分布与变化。 方法：采用电子检索的方式,在万方数据库(http://www.wanfangdata.com.cn/)、Pubmed数据库(http:// www.ncbi.nlm.nih.gov.pubmed/)中检索1990-01/2011-12关于同种异体骨移植后T淋巴细胞的分布与变化的文章,关键词为“骨移植,同种异体,T淋巴细胞”。排除重复研究、普通综述或Meta分析类文章,筛选纳入31篇文献进行评价。 结果与结论：同种异体骨移植后,体内抑制T淋巴细胞被激活,对免疫排斥反应起负反馈调节作用,T淋巴细胞发生显著变化;但深低温冷冻、冷冻干燥、γ射线辐照、复合免疫抑制剂等方法可以有效降低其免疫原性及疾病传播的风险。大量研究认为,同种异体骨具有骨组织的完整性结构、机械稳定性、生物学活性、骨诱导能力和极低的免疫性以及与宿主骨有较强的愈合能力等优点,植入体内后通过全方位再血管化、新骨形成、异体骨与宿主骨连接而实现生物学骨掺入过程。提示同种异体骨是一种可行的移植材料,可作为目前修复骨缺损的重要手段之一。      

纤维蛋白胶复合自体骨髓与人工骨促进脊柱融合的现状与展望

背景：如何利用纤维蛋白胶的黏合性在术中复合自体骨髓与人工骨来提高脊柱融合的成功率,值得进一步研究。 目的：综述纤维蛋白胶的研究背景、成分、作用原理及理化特性,纤维蛋白胶及自体骨髓复合人工骨在脊柱融合中应用的现状。 方法：由第一作者检索1994/2010 CNKI系列数据库及PubMed数据库有关纤维蛋白胶的研究背景、成分、作用原理及理化特性,纤维蛋白胶在构建组织工程骨及修复骨缺损中的应用,自体骨髓复合人工骨移植在修复骨缺损中的应用,脊柱融合中植骨方法应用等方面的文献。 结果与结论：自体骨髓复合人工骨移植修复骨缺损在临床取得了较好的疗效,因此在脊柱融合中利用自体骨髓复合人工骨来提高脊柱融合率应该是可行的方案,但以往自体骨髓混合人工骨的过程相对简单,又由于自体骨髓流动性大,注射后容易流失,明显降低了自体骨髓的成骨作用。因此设想在临床手术中,利用纤维蛋白胶的黏合特性将自体骨髓与人工骨黏合在一起,植入脊柱关节突、横突部位,充分发挥骨髓的最大成骨作用,这将是临床一个提高脊柱融合率的简易、快速、有效的方法,有待进一步的深入研究。     

骨填充材料在骨肿瘤中的应用

背景：由于肿瘤造成的骨组织缺损是临床面临的难题之一,而如何修复骨缺损是骨科领域的热点问题。 目的：介绍各种骨填充材料在骨肿瘤中的应用,并观察硫酸钙人工骨复合自体骨修复骨肿瘤骨缺损的临床疗效。 方法：以“骨填充材料,骨肿瘤,骨缺损”为中文关键词;以“bone filled materials,bone tumor,bone defect”为英文关键词,采用计算机检索2001-01/2011-01 PubMed及CNKI数据库相关文章。共检索到文献40篇,最终纳入符合标注的文献24篇。 结果与结论：用于骨肿瘤骨缺损的骨填充材料众多,主要分为自体骨、同种异体骨、人工合成材料。有学者应用复合材料取得了较好的疗效。每种材料在修复骨肿瘤骨缺损中都有各自的优缺点。到目前为止,还没有发现一种理想的骨肿瘤骨缺损填充材料。通过骨组织工程技术获得所需的骨填充材料,可能是今后的发展方向之一。     

人工真皮修复急性创伤后足背皮肤软组织缺损14例

背景：人工真皮具有硅胶膜和胶原海绵双层结构,是最早开发和应用于临床的组织工程化皮肤替代物,主要应用于皮肤软组织缺损修复。 目的：评价人工真皮在足背严重皮肤软组织缺损中的应用。 方法：选择北京积水潭医院烧伤科于2009-06/2010-12收治的14例急性外伤后足背严重皮肤软组织缺损患者,均有肌腱或骨外露。所有患者经清创后,以人工真皮移植,待人工真皮成活后以自体断层皮片移植,观察人工真皮和自体皮的成活情况。 结果与结论：所有植皮成活,创面愈合良好,供区未见明显瘢痕增生。提示人工真皮联合自体断层皮片移植可以有效修复足背严重皮肤缺损创面,减少供区损伤。     

膝关节人工交叉韧带材料的运动力学特征及临床应用评价

背景：交叉韧带损伤是膝关节常见的运动损伤,可引起膝关节的疼痛和关节不稳,常伴有关节松弛、半月板损伤等症状出现。 目的：分析膝关节人工交叉韧带的特点以及在膝关节交叉韧带损伤治疗中的效果评价。 方法：膝关节交叉韧带发生断裂时,需要通过外科方法重建韧带功能,应用生物材料进行交叉韧带的重建,可以使患者获得较少的病废,并且允许患者膝关节在治疗后立即活动,有利于患者的康复。交叉韧带的移植材料包括自体韧带材料、同种异体韧带材料和人工韧带材料。 结果与结论：膝关节交叉韧带修复重建的自体材料有骨-髌腱-骨和半腱肌移植,骨-髌腱-骨移植的并发症较多,半腱肌与股薄肌腱取材后会影响关节的功能。异体韧带材料主要包括骨-髌腱-骨和股四头肌腱-骨,异体材料的不足之处是杀灭细菌和病毒不完全。人工交叉韧带材料分为永久性韧带材料、支架韧带材料和框架韧带材料,LARS人工韧带移植治疗交叉韧带损伤的疗效较为理想,与自体韧带移植的近期疗效相比,差异有显著性意义(P < 0.05),与自体韧带移植的远期疗效比较无差异。无论是自体、同种异体还是人工韧带材料,每种材料都有各自的优缺点,需要根据患者的自身情况和病情来决定,人工韧带材料为交叉韧带移植提供了新的材料选择,随着生物材料学和生物医学工程学的发展,人工韧带材料一定会成为韧带材料的良好替代物。     

人工植骨材料的生物学特性与临床应用

目的：总结近年有关人工植骨材料的生物学特性与临床应用现状。 方法：由作者应用计算机检索维普数据库,检索时限为1998-01/2010-10。检索关键词：骨充填材料,骨缺损,骨肿瘤,骨病,骨组织工程。纳入与各种人工植骨材料的生物学特性与临床应用有关的文献,对资料进行初审,并查看每篇文献后的引文。共15篇文献符合标准纳入结果分析。 结果：人工植骨材料包括无机材料、有机材料和复合材料,复合材料组合了前两者的优势,具备较好的生物安全性、生物相容性、生物活性及生物力学性能。在四肢骨折内固定或骨肿瘤刮除后于骨缺损处植入人工骨,明显加速骨骼愈合过程．降低延迟愈合或不愈合的发生率,有较大临床应用价值。 结论：人工植骨材料在促进骨愈合、椎体融合效果接近自体骨,无排异反应,具有良好的生物相容性。     

大块异体骨联合自体骨髓移植修复股骨上段肿瘤切除后缺损

背景：由于骨肿瘤切除造成的骨组织缺损是临床面临的难题之一,而如何修复缺损是骨科领域的热点问题。 目的：探讨采用大块异体骨联合自体骨髓移植治疗股骨上段肿瘤的临床应用及疗效。 方法：于2000-07/2005-06采用辐照冻存的大块异体骨联合自体骨髓移植治疗股骨上段良性肿瘤切除后遗留大块骨缺损12例,手术采用类似脊柱的“蛋壳”技术,掏空股骨头,保留股骨头圆韧带及头的皮质骨,尽量保留股骨头的1/3的血供,应用大块异体骨联合自体骨髓移植加内固定治疗。 结果与结论：患者术后随访6~11年。术后所有12例患者的大块异体骨联合自体骨髓在X射线中均显示整合血管化良好,骨小梁通过自体骨。MSTS93总体平均评分为26.33分,患者肢体功能总的优良率为83.3%。提示大块异体骨联合自体骨髓移植是修复股骨上段肿瘤切除后骨大块缺损的有效方法,并能充分整合成周围的自体骨。     

人工韧带修复膝关节交叉韧带损伤

背景：以往治疗膝关节交叉韧带损伤的主要手段是移植重建,最常用的移植材料为自体的骨髌腱骨、半腱肌腱和股薄肌腱。但由于此类移植物存在取材区并发症及韧带化过程中的各种问题,近年来人工韧带的研究受到重视。 目的：认识膝关节交叉韧带的结构及血供特点,以及膝关节交叉韧带损伤后人工韧带重建治疗机制与临床应用特点。 方法：①分析膝关节前、后交叉韧带的组织结构,功能学特点以及血供差异。②分析膝关节前、后交叉韧带损伤的类型及生物力学机制。③分析修复膝关节交叉韧带损伤的材料学分类及特点。④分析人工韧带修复后影响关节稳定性的因素。 结果与结论：修复膝关节前、后交叉韧带损伤时,应首先考虑到前、后交叉韧带的功能及血供情况,选择合适的重建物,使重建时过程简化,操作简单,重建材料的组织相容性较好,达到修复后的解剖与功能的双重建。     

人工合成骨修复材料的临床应用及展望

人工合成骨修复材料是最近一百余年间随着医学、材料学、生命科学等多学科领域的创新融合而建立起来,并处于知识和理论体系不断完善、技术和产品快速发展和变革之中的一门新兴交叉学科领域。与术中取自体骨、同种异体骨、异种骨等临床传统且较常用的植骨方式和材料相比,人工合成骨修复材料具有来源广泛、理化性质可调、免疫排异和疾病传播风险低等显著优势,材料的生物相容性、仿生特性、骨传导性、骨诱导性也在不断得到改进并接近天然骨,逐渐成为临床植骨手术应用中的主要选择之一。本篇综述从我国临床植骨的实际需求展开分析,对骨修复材料的发展特点和我国的相关产品及临床使用现状进行了综述,对人工合成骨修复材料的分类和性能特点进行了详细说明,对几种典型人工合成骨修复材料在多个医疗领域的临床应用做了详细介绍,并对人工合成骨修复材料的未来技术发展路径做出了归纳和展望。