外科植入物骨关节假体材料的选择

目的：骨关节假体产品的成功极大程度上依赖于选用的材料，外科植入物骨关节假体材料的选择须充分体现物理学、化学、生物力学及临床科学的紧密结合，同时须考虑制造工艺的影响。探讨骨关节假体材料选择的系统依据具有重要意义。 资料来源：计算机检索Pubmed数据库，搜索2006—04以前有关骨关节假体材料的文章，检索词“Artificial Joint Materials，biomaterial”，限定文章语言种类为English；检索中国期刊全文数据库、万方数据2006—04以前的相关文章，检索词“人工关节材料，生物医学材料”；中国标准咨询服务网检索标准，关键词“外科植入物、Implants for surgery”；同时检索相关书籍。 资料选择：对资料进行初审，选取符合研究要求的有关文章找全文。 采用标准：①人工关节材料要求。②外科植人物人工关节相关标准。排除标准：重复研究。 资料提炼：共收集到390篇国内外有关人工关节材料及骨骼的力学性能的文章及膝关节外形尺寸测量的文章，相关标准242份，排除重复或类似的同一研究，选取其中10篇具有代表性的文章与25份标准进行归纳总结。资料综合：①骨关节假体材料的选择须充分体现物理学、化学、生物力学及临床科学的紧密结合。②选择一种合适的骨关节置换材料需要进行两个基本的考虑：植入体的功能要求和与人体内的反应。③骨关节假体材料主要类别有：生物医学金属材料、生物医学无机非金属材料、生物陶瓷、生物医学复合材料等，各种材料须符合规定的国际或国家及行业标准。④材料的最终确定要兼顾标准、法规、战略导向的综合要求。 结论：主要立足于工程学，从置换材料的临床要求、骨关节假体设计注意事项、常用生物医学材料的性能、与材料相关的产品注册及法规要求、材料标准选择的战略性等角度说明材料选择的基本原则，从而为骨关节假体设计人员提供材料选择所值得借鉴的系统思路：     

颈椎植入物的生物力学分析及临床应用

目的：概述颈椎植入物在颈髓损伤、颈椎损伤、颈椎骨折脱位治疗中的应用及其生物力学特征。资料来源：检索PubMed 1993—04／2005—10关于颈椎植入物的临床应用及相关生物力学分析的文章。检索词为“spinal fixation；cervical fracture；spinal injury：biomechanics”并限定语言种类为英文。同时检索中国期刊全文数据库2004-01／2006—12的相关文章，检索词“颈椎植入物；颈椎损伤；生物力学”。资料选择：对资料进行初审，纳入标准：①颈椎植入物在颈椎、颈髓损伤及颈椎骨折脱位治疗的临床应用。②颈椎植入物的生物力学分析。排除标准：重复性研究。资料提炼：共收集到142篇文章，排除112篇重复性研究或关系不密切的文章，纳入30篇与纳入标准最为贴近的文章。资料综合：随着对颈椎的生物力学和损伤机制研究的深入，以及手术设计、材料、技术的改进，手术治疗显示了它的优越性。颈椎损伤、脊髓损伤和颈椎骨折脱位中螺钉、钢板通过精确复位和切实固定，减少了颈椎畸形：对不稳的节段早期固定，以防止后期的颈椎不稳及对颈脊髓的继发性损害：利于早期活动，最大限度地降低并发症。不同骨科固定器械的具有不同生物力学特征，用于治疗颈椎疾病时应考虑到这一点。结论：颈椎植入物的应用已在临床广泛开展，并已取得了较满意的效果；目前所应用的固定器械在具有突出优点的同时，也存在不足之处。这就需要临床医生在临床实践中，根据生物力学原理和结构分析的方法选择适宜的颈椎植入物。     

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。     

人工髋关节未来10年发展设想

目的:人工髋关节研究一直是近年热点,自运用以来在临床方面取得了可喜的成果,但由于自身材料和技术问题使远期效果受到一定的限制。本文就人工髋关节未来十年的发展趋势和临床应用前景进行综述。资料来源:应用计算机检索PUBMED1990-01/2006-01期间的相关文章,检索词为“totalhipreplacements,surgicalrobot,tissueengineering,vir-tualendoscopy”,并限定文章语言种类为English。同时计算机检索万方数据库1990-01/2005-12期间的相关文章,检索词为“人工髋关节,材料,仿真内镜,手术机器人,组织工程学”,并限定文章语言种类为中文。资料选择:对资料进行初审,并查看每篇文献后的引文。纳入标准:文章所述内容应与人工髋关节研究相关。排除标准:重复研究或Meta分析类文章。资料提炼:共收集到39篇相关文献,22篇文献符合纳入标准,排除的17篇文献为内容陈旧或重复。符合纳入标准的22篇文献中,5篇涉及人工关节材料对假体松动和致癌性的影响,2篇涉及计算机辅助导航手术使人工关节手术微创化,1篇涉及机器人引入人工关节手术,3篇涉及定制和特制人工关节的发展,9篇涉及人工髋关节表面置换的可能性,2篇涉及组织工程技术与人工关节的结合。资料综合:现代人工髋关节研究探索新的耐磨损假体,减少骨溶解、骨吸收所致的假体松动。根据病情的需要利用计算机辅助设计/制造技术进行特殊设计和制作,解决假体周围骨折及肿瘤保肢手术的要求。计算机辅助导航手术使人工关节手术微创化,术后患者恢复快。通过开发具有中国本土化的手术机器人,提高人工髋关节手术的成功率。运用仿真关节镜,能够准确了解关节内软骨及软骨下骨破坏情况,并将其量化,可以选择最为合适可靠的假体,增加精确性。组织工程技术修复缺损能够提高假体骨性结合,使人工关节置换技术更加完美。结论:未来十年人工髋关节将向着求稳定、零危害、微创化、机械化、个体化、多样化发展,从而使人工髋关节置换技术更加规范、安全和高成功率。     

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。     

人工颞下颌关节假体植入材料、设计及相关技术临床应用的进展

目的：对颞下颌关节假体的材料、设计、适形与固定技术及临床应用进行文献复习。资料来源：应用计算机检索Pubmed 1998-01/2006-12有关人工颞下颌关节假体方面的文献,检索词“temporomandibular joint,joint prosthesis”,并限定文章语言种类为English。 资料选择：对检索到的人工颞下颌关节假体方面的相关文献进行整理,选取针对性强的文章。同一领域的文献则选择近期发表或权威杂志的文章。 资料提炼：共检索到69篇相关文献,其中28篇文章符合要求。排除41篇,其中因研究目的与本研究无关者23篇,18篇系重复同一研究。资料综合：人工关节是矫形外科近30年来发展最快的领域之一。人工颞颌关节置换的目的在于增进下颌的功能,缓解疼痛,预防严重的并发症。随着材料学、组织工程、关节生物力学等相关学科的飞速发展,人工颞下颌关节在关节假体的植入材料、假体的设计、假体的适形与固定技术等方面也发生了显著改进。人们从单纯模拟其外形、机械运动到更注重生理功能。追踪人工髋、膝关节的新进展并将有益的成果用于颞下颌关节假体的设计制造具有非常重要的意义。 结论：假体材料对人工关节的发展具有先导和推动作用,良好的设计及适形与固定是假体行使功能的必要条件,关节生物力学的研究是必要的。人工颞下颌关节的研究有待深入,具有良好的发展前景。     

人工髋关节未来10年发展设想

目的：人工髋关节研究一直是近年热点．自运用以来在临床方面取得了可喜的成果．但由于自身材料和技术问题使远期效果受到一定的限制。本文就人工髋关节未来十年的发展趋势和临床应用前景进行综述。 资料来源：应用计算机检索PUBMED1990-01／2006-01期间的相关文章，检索词为“total hip replacements．surgical robot，tissue engineering．virtual endoscopy”．并限定文章语言种类为English。同时计算机检索万方数据库1990—01／2005—12期间的相关文章．检索词为“人工髋关节，材料．仿真内镜．手术机器人．组织工程学”，并限定文章语言种类为中文。 资料选择：对资料进行初审．并查看每篇文献后的引文。纳入标准：文章所述内容应与人工髋关节研究相关。排除标准：重复研究或Meta分析类文章. 资料提炼：共收集到39篇相关文献．22篇文献符合纳入标准，排除的17篇文献为内容陈旧或蕈复：符合纳入标准的22篇文献中，5篇涉及人工关节材料对假体松动和致癌性的影响．2篇涉及计算机辅助导航手术使人工关节手术微创化，1篇涉及机器人引入人工关节手术，3篇涉及定制和特制人工关节的发展．9篇涉及人工髋关节表面置换的可能性，2篇涉及组织工程技术与人工关节的结合。 资料综合：现代人工髋关节研究探索新的耐磨损假体．减少骨溶解、骨吸收所致的假体松动。根据病情的需要利用计算机辅助设计／制造技术进行特殊设计和制作．解决假体周围骨折及肿瘤保肢手术的要求。计算机辅助导航手术使人工关节手术微创化．术后患者恢复快。通过开发具有中国本土化的手术机器人．提高人工髋关节手术的成功率。运用仿真关节镜．能够准确了解关节内软骨及软骨下骨破坏情况．并将其量化，可以选择最为合适可靠的假体．增加精确性。组织工程     

人工髋关节假体的设计及界面应力分析

背景:骨正确选择与宿主相容性良好的假体是保证全髋关节置换成功的重要因素,与置换后人工关节的生物力学性能和使用寿命有着密切的关系。目的:总结人工髋关节假体的研究进展,分析人工髋关节假体设计与界面力学对假体植入后生物相容的影响。方法:采用电子检索的方式在万方数据库中检索2000-01/2011-12有关髋关节假体材料及人工髋关节置换先关的研究,关键词为"髋关节、假体、置换、生物力学"。排除重复研究、普通综述或Meta分析类文章。结果与结论:共纳入34篇文献进行评价。全髋关节置换后人工关节的生物力学性能与使用寿命有着密切的关系,假体受力可以分解为正应力和剪切应力两部分,正应力有益于假体的固定和力的传递,而剪切力会导致假体松动。假体周围骨质及骨量的变化,假体松动、脱位,假体周围骨折,材料磨损及假体周围感染是髋关节置换后影响中远期效果的常见并发症。目前还缺乏生物相容性好、生物力学相容性好的理想假体,人工髋关节设计、制造工艺、假体材料的耐磨性与界面应力等生物力学性能均有待于进一步提高,从而更好地适应宿主。     

髋关节置换术后股骨假体周围骨密度的变化

目的:总结国内外全髋关节置换术后股骨假体周围骨密度变化的研究,为全髋关节置换术后假体周围骨溶解的早期发现提供依据。资料来源:检索Medline1980-01/2006-04和Embase1980-10/2006-08期间的相关文章,检索词"Total Hip Arthroplasty,bone loss",并限定文章语言种类为English。同时检索万方数据库1990-01/2001-04期间的相关文章,限定文章语言种类为中文,检索词"全髋置换术,假体周围,骨密度"。资料选择:纳入标准是与全髋置换术后假体周围骨密度相关的文章,以临床研究类文章为主,同时包括综述性文章。资料提炼:共收集相关文献56篇,按上述标准纳入30篇,其余文献均被排除。资料综合:全髋置换术股骨假体有两种固定方式:骨水泥固定型与非骨水泥固定型。两种类型虽然固定方式不同,但术后假体周围均存在骨量丢失,应用双能X线吸收测定法能够早期检测出假体周围骨量的丢失。结论:双能X线吸收测定法逐渐成为定量监测假体周围骨量丢失的重要手段,术后连续性检测假体周围骨密度对于早期发现假体松动有重要意义。     

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.     

膝关节损伤生物材料及其生物力学特点

目的:总结近年对膝关节韧带的生物力学与人工韧带的研究进展,强调膝关节的损伤类型,膝关节前后交叉韧带修复的主要方法及进展.资料来源:以human knee cruciate ligament,biomechanics,xenogeneic ligamentous,reconstruction为检索词,检索PubMed数据库(2008-01/2009-07):以膝关节交叉韧带,生物力学,重建,人工韧带,康复为检索词,检索中国期刊全文数据库(2008-01/2009-07).文献检索语种限制为英文和中文.资料选择:纳入膝关节及人工韧带相关的内容.排除已被证实落后的研究及重复性研究.结局评价指标:①膝关节的生物力学特征.②膝关节韧带损伤的情况.③膝关节韧带的修复与重建方法.结果:计算机初检得到526篇文献,根据纳入排除标准,对膝关节损伤生物材料及其生物力学进行分析.常见的膝关节损伤主要是韧带损伤,为恢复其功能主要采用手术重建,其中利用自体中1/3骨-髌韧带-骨作为移植材料的挤压螺钉内固定重建术,已成为重建前交叉韧带的标准方法.羟基磷灰石是一类具有良好生物相容性的生物活性材料,羟基磷灰石生物活性陶瓷植入体内不仅安全、无毒,还能传导骨生长,即新骨可以从羟基磷灰石植入体与原骨结合处沿着植入体表面或内部贯通性孔隙攀附生长,能与组织在界面上形成化学键性结合.结论:对膝关节及膝关节韧带进行生物力学分析是防止和治疗膝关节损伤及疾病的基础.具有表面羟基磷灰石涂层无螺纹的假体松动率最低,是最适宜的假体置换材料.     

人工全髋关节假体置换治疗运动性髋损伤的理论与实践

背景:全髋关节表面置换尽可能保持了髋关节原有的力学性能,置换后关节稳定性及活动度好,且无明显的年龄限制。目的:探讨人工髋关节假体在髋关节运动损伤治疗中的临床应用,以及髋关节假体置换治疗的材料与方法进展。方法:应用计算机检索1998-01/2011-10PubMed数据库及中国知网数据库有关生物材料与组织工程髋关节的文献,英文检索词"hip joint injury,artificial hip joint,hip replacement,hip resurfacing arthroplasty",中文检索词"髋关节损伤,人工髋关节,人工髋关节置换,全髋关节表面置换"。最终纳入符合标准的文献41篇。结果与结论:严重髋关节运动损伤应行人工髋关节置换,以恢复患者的生活能力,甚至一定程度的运动能力。目前人工髋关节假体置换的关键因素在于假体材料,假体材料主要有金属材料、陶瓷材料高分子材料、新一代骨水泥等,各自具有一定优点与缺点,由于随访时间和临床观察周期较长,各种材料的疗效还需要进一步研究。计算机模拟髋关节的三维有限元分析成为研究的热点,将运动生物力学与材料科学结合,对新材料的研发与检验是制造满足组织工程学人工髋关节假体的要求,达到修复和重建目的的重要途径。     

膝关节损伤修复材料及生物力学性能

背景:膝关节是人体的主要负重关节也是人体运动的中枢部位,其生理结构和运动构成较为复杂,在体育运动及日常生活中膝关节损伤较为常见,选择合适的膝关节生物材料进行修复或重建至关重要。目的:对膝关节生物材料的性能要求及临床应用情况进行概述,着重对生物材料的选择与其生物力学的相关性进行阐述与分析。方法:应用计算机检索PubMed、维普和万方数据库中1980-01/2011-10关于膝关节损伤治疗及其材料学方面的文章,在标题和摘要中以"膝关节;材料;力学"或"Knee;Materials;Mechanics"为检索词进行检索。最终选择27篇文章进行综述。结果与结论:在行膝关节再生或重建以及假体置换过程中,理想的材料学特征对治疗效果起着关键的制约作用,从对材料的选择与其生物力学的相关性来看,二者有着密切的相互促进和相互制约的关系。研究和开发理想的生物力学性能材料固然重要,同时运用合理的物理学手段对其进行改性或处理以达到理想力学性能材料的需求,也是切实可行的重要手段。     

肩锁关节脱位手术治疗中修复重建方式及修复材料的临床应用研究与进展

目的:目的:综合分析目前国内外肩锁关节脱位手术治疗中关于重建修复方式及修复材料的研究进展.资料来源:检索人为第一作者,检索文献时限1996-01/2009-04,检索数据库包括CNKI中国知网数据库(http://dlib.cnki.net)、PubMed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/).英文检索词为"acromioclavicular joint,dislocation,operative treatment,literature review":中文检索词为"肩锁关节,脱位,手术治疗,综述".检索文献类型包括基础研究、临床研究、综述及病例报告.资料选择:纳入具有原创性、论点论据可靠的试验文章,观点明确、分析全面的文章及文献主题内容与课题联系紧密的文章.排除重复研究.结局评价指标:选取与肩锁关节脱位手术治疗中关于重建修复方式及修复材料的相关文献,其中中文206篇,英文229篇.排除391篇内容陈旧或重复文献,纳入44篇符合标准的文献.结果:肩锁关节脱位是临床上较为常见的脱位之一,由于肩锁关节是非刚性关节、微动关节,传统的坚强固定都只是非解剖固定方法,总体疗效欠佳.在探索治疗方法过程中,逐渐认识到喙锁韧带在肩锁关节稳定中的重要性,其重建修复方式及修复材料已是目前研究重点.结论:目前肩锁关节脱位手术包括肩锁关节固定、喙锁间固定、喙锁韧带重建修复、动力性肌肉转移及锁骨远端切除等,各有优缺点.传统固定方法需要解决如何解剖复位固定肩锁关节的问题,重建修复喙锁韧带方法需要在修复材料选择、生物力学、长期临床随访方面进一步完善.     

人工膝关节常用假体材料及其生物相容性

背景：理想的假体材料对人工膝关节的功能、预后至关重要。目的：评价各种人工膝关节生物材料的性能、应用及其生物相容性,寻找合理的膝关节替代物。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1999-01/2009-12有关生物材料应用于人工膝关节的研究文章,关键词为＂组织工程,人工膝关节,生物材料＂。排除重复研究、普通综述或Meta分析类文章,筛选纳入17篇文献进行评价。结果与结论：传统的金属和骨水泥材料仍广泛运用于人工膝关节假体中,随着医学和组织工程技术的发展,各种合成生物材料相继出现。近来出现了生物相容性较好的生物陶瓷及高分子复合材料,但存在易磨损的缺点,改进上述材料的缺点,寻求理想的人工膝关节假体材料是当前生物医学工程研究的热点之一。虽然传统的金属、骨水泥、生物陶瓷及高分子复合材料均在临床上大量应用于人工膝关节,但由于其存在各自不可避免的缺点,理想的人工膝关节假体材料仍需进一步开发。     

人工股骨头假体置换与高龄股骨转子间粉碎性骨折

目的:探讨人工股骨头假体材料的选择,以及人工股骨头假体在治疗高龄患者股骨转子间粉碎性骨折的疗效.方法:作者用计算机检索中国期刊全文数据库(CNKI:1977/2009)和Medline database(1977/2009)数据库,检索词分别为"股骨转子间粉碎骨折;人工股骨头置换术;高龄患者"和"femur intertrochanteric fracture;artificial femoral head arthroplasty;elderly patient",语言分别设定为中文和英文.共检索到83篇文献,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入34篇文献.分别以人工股骨头假体的材料学研究、老年股骨转子间骨折的治疗和人工股骨头假体置换治疗老年股骨转子间骨折的临床应用等问题出发进行归纳和总结,探讨人工股骨头假体治疗高龄股骨转子间骨折的疗效.结果:人工股骨头假体在治疗各种股骨转了间骨折中均得到了广泛的临床应用,已有多种材料类型的人工股骨头假体如金属材料、高分子聚乙烯、陶瓷材料以及碳质材料等应用于临床,并取得了显著的疗效.人工股骨头假体的功能日趋完善,在临床应用中愈加广泛,是目前治疗高龄股骨转子间粉碎性骨折的最有效方法,但此方法仍存在着手术风险大、并发症多等需要解决的问题.结论:人工股骨头假体选择的材料有很多种,各有其优缺点,目前临床上多采用复合型人工股骨头假体材料;人工股骨头假体是治疗高龄股骨转子间粉碎性骨折较为理想的方法.     

人工全膝关节置换后关节活动度影响因素的研究趋势

背景:人工全膝关节置换后关节活动度是评价患者对治疗是否满意的关键,是患者膝关节功能恢复的主要观察指标。目的:分析人工全膝关节置换后关节活动度研究领域的发展趋势,探讨人工全膝关节置换后关节活动度的影响因素。方法:由作者用计算机检索CNKI数据库2002/2011收录的有关人工全膝关节置换后关节活动度的相关文献,检索时间为2002/2011,中文检索词为"膝关节,人工关节,人工假体,关节活动度",英文检索词为"knee,artificial joint,prosthesis,range of motion"。共检索到244篇文章,按纳入标准和排除标准对文献进行筛选和分析,共纳入211篇文章。从膝关节置换前膝关节活动度、人工假体类型和置换后康复训练等方面来分析其影响因素。结果与结论:近10年来,CNKI数据库学术期刊收录膝关节置换后关节活动度研究文献数量呈上升趋势,2010年发表文献量最多为38篇,占总文献量的18.0%;从检索的关键词可见膝关节置换在骨关节炎疾病的治疗中应用最多;相关研究文献的基金资助项目较少;《中国组织工程研究与临床康复》杂志因设有硬组织植入物栏目,发表的相关文献量最多为41篇,占全部文献量的19.4%。文献计量学的分析为中国从事人工全膝关节置换的临床医务工作者提供更有价值的参考信息,影响人工全膝关节置换后关节活动度因素有很多,而且存在很多争议,临床医生应该不断提高治疗技术和康复训练方法,尽可能的恢复患者的膝关节活动功能。