组织工程骨材料在运动性骨缺损修复中的评价

目的：评价组织工程化人工骨材料的性能和应用,寻找合理的骨缺损修复材料。方法：以＂组织工程,骨缺损,人工骨,纳米材料＂为中文关键词;以＂tissue engineering,bone defect,artificial bone,biological degradation＂为英文关键词,采用计算机检索1993-01/2009-10相关文章。纳入与有关组织工程相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。以30篇文献为主,重点进行了讨论组织工程纳米级人工骨材料的种类及其性能。结果：可生物降解并具有生物活性的组织工程人工骨材料可作为一种较理想的支架材料应用于骨缺损修复组织工程。修复效果相当或接近自体骨,来源充足,既无免疫排斥反应,又避免取自体骨给患者带来的痛苦和并发症,不影响运动员重返赛场,运动员患者乐于接受。复合材料人工骨在解除运动员患者的后顾之忧的同时,也带来巨大的社会效益。基于纳米羟基磷灰石复合重组人骨形态发生蛋白2制成的支架,不但具有理想的生物相容性、生物降解性和较高的亲和性,而且能提高了骨诱导活性,能够促进新骨的形成。可生物降解并具有生物活性的组织工程人工骨材料在临床使用的初步情况表明,与人体生物相容性良好,无免疫排斥反应,愈合情况良好。结论：骨缺损是常见的运动损伤,一直为运动损伤研究热点。组织工程化骨缺损修复的研究近年来发展迅速,为运动损伤骨缺损修复带来了契机。组织工程复合材料可以发挥不同材料的优势,弥补单一材料的不足,是一种比较理想的支架材料。     

骨组织工程支架材料修复骨缺损的特性

目的:介绍各种骨组织工程支架的特性及在修复骨缺损中的作用.方法:以"骨组织工程,支架材料,骨缺损"为中文关键词;以:"bone tissue engineering,scafold,bone defect"为英文关键词,采用计算机检索2000-01/2010-06相关文章.纳入骨组织工程支架修复骨缺损相关的文章.选择28篇文献重点介绍各种骨组织工程支架的特性及在修复骨缺损中的特点.并应用硫酸钙人工骨进行验证.结果:用于骨组织工程的支架材料众多,目前,骨组织工程支架材料主要分为3类:生物衍生材料、无机材料和高分子材料,每种材料在修复骨缺损中都有各自的优缺点.随着研究的不断深入,复合支架材料成为目前的研究热点之一.一些具有生物活性的无机材料,如生物玻璃、羟基磷灰石已经被用来加入到胶原、壳聚糖的基体中来制备新型的骨组织工程复合支架材料.至今还未研制出一种理想的适于骨组织工程的支架材料.临床验证显示硫酸钙人工骨修复大块骨缺损效果较好.结论:相信随着各学科的发展,骨组织工程用支架材料的性能会越来越完善,从而促进骨组织工程的发展,最终应用于临床.     

复合材料人工骨在骨缺损修复中的应用

目的:研制理想的人工骨材料修复骨缺损,已经成为医学和生物材料领域的研究重点。介绍几种单一及复合材料人工骨,以了解其生物相容性及其在骨缺损修复中应用的特点。方法:应用计算机检索中国期刊全文数据库1999-01/2007-06有关人工骨的性能、生物相容性及其在骨缺损修复中应用的相关研究文章,检索词"纳米羟基磷灰石人工骨,珊瑚羟基磷灰石人工骨,磷酸钙人工骨,陶瓷人工骨,复合材料,生物相容性,骨缺损",限定文献语言种类为中文。纳入标准:①单一及复合材料人工骨在骨缺损修复中应用。②不同材料人工骨的研制、性能、安全性、生物相容性评价的研究文章。排除标准:重复研究。最终纳入27篇符合标准的文献。结果:①纳米羟基磷灰石人工骨具有良好成骨能力和生物相容性,然而单一材料很难以满足骨缺损修复及骨组织工程细胞外基质材料的要求,将几种单一材料进行适当组合形成的纳米羟基磷灰石复合材料人工骨在实际应用中取得良好的效果。②珊瑚羟基磷灰石人工骨作为骨移植替代物具有骨引导作用,但具有脆性大,机械强度低的缺点,通过改变理化条件,使其性质发生改变,可以提高其成骨能力,降低移植后的炎症反应和排斥反应,无毒副作用。③磷酸钙骨水泥人工骨具有良好的生物相容性和生物降解性,rhBMP-2/PLGA微球/磷酸钙骨水泥新型复合人工骨与单纯rhBMP-2/磷酸钙骨水泥材料相比有较高的可降解性和成骨活性,并可作为细胞因子、抗菌素等的理想载体。④陶瓷人工骨具有生物活性和骨传导作用,但存在成形不理想、强度低、韧性差等缺点。与不同材料进行不同形式复合后的陶瓷人工骨,其性质与人骨相近,可取得较好的骨修复效果。结论:单一类型材料人工骨具有良好的生物相容性、生物活性及成骨能力,但存在机械强度低、脆性大、韧性差等缺点,将不同性质的材料经过复合加工形成的复合材料人工骨,可以提高人工骨的生物学性能,便于临床骨缺损修复的应用。     

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。     

纳米羟基磷灰石及其复合物修复骨缺损的研究与应用

背景:羟基磷灰石是骨组织工程公认的骨修复替代材料,而纳米羟基磷灰石具有与天然骨更为相似的结构特征。目的:介绍纳米羟基磷灰石及其复合物的制备方法及特点,了解其在骨缺损修复中的应用情况。方法:以"Nano-hydroxyapatite,bone defects,bone tissue engineering"为检索词,检索Pubmed数据库;以"纳米羟基磷灰石,骨缺损,骨组织工程"为检索词,检索CNKI数据库。文献检索语种限制为英文和中文。纳入纳米羟基磷灰石修复骨缺损的研究,纳米羟基磷灰石与一种或两种以上复合材料修复骨缺损的研究,以及骨组织工程中纳米羟基磷灰石研究的文章。最终纳入29篇符合标准的文献。结果与结论:纳米羟基磷灰石可促进新骨形成,且新骨形成量大,具有较好的生物降解性、骨引导性。与天然或非天然材料复合,克服了自身脆性和弱的机械性等缺点,可以加速骨界面愈合。目前研究证实纳米羟基磷灰石在骨缺损的修复中发挥重要的作用,与其他材料复合后将有助于骨缺损的治疗,制备出特定功能的纳米仿生智能材料将是骨组织修复材料的未来发展方向。     

人工骨材料在骨缺损修复中的应用

寻找理想的人工骨材料修复临床因各种原因造成的骨缺损一直是骨科领域研究十分活跃的课题.生物活性玻璃具有良好的骨传导性、诱导性,能加速骨细胞的增殖,使成骨细胞转变为成熟的骨细胞.自固化磷酸钙含有骨形态发生蛋白等生长因子,具有诱导成骨性能,可提高成骨能力,与骨髓复合移植适用于非负重或低负重区肿瘤性骨缺损的修复.颗粒型纳米羟基磷灰石更能增强成骨细胞的功能和代谢活动,诱发新骨的形成,具有生物降解性能,无细胞毒性,植入体内无排斥反应,随着该材料的进一步降解,最终为自体骨组织所替代.另外还有纳米晶胶原基骨材料、硫酸钙Osteo set颗粒骨移植替代品、锶羟基磷灰石骨水泥、纳米碳酸钙/聚左旋乳酸复合材料等.文章通过对近几年国内外上述人工骨材料的研究进行比较,为临床根据不同的个体和不同的情况,选择生物相容性良好、临床效果最佳的人工骨材料奠定理论基础.     

不同生物支架材料修复骨缺损的性能与评价

目的:评价不同生物材料修复骨缺损的性能与效果,寻找适合生物材料以利于临床应用.方法:以"生物材料,骨缺损,骨髓基质干细胞,细胞因子,组织工程"为中文关键词,以"biological materials,bone defect,bone marrow stromal cells,Cytokine,tissue engineering"为英文关键词,采用计算机检索1995-01/2010-01相关文章.纳入与有关生物材料与组织工程骨缺损修复相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章.以22篇文献为主重点讨论了骨缺损修复生物材料及其性能.结果:目前骨组织工程支架材料主要有两类:一类是天然生物衍生材料,由天然生物组织经一系列理化方法处理而得,如胶原、珊瑚、生物衍生骨等.另一类是人工合成材料,主要为生物陶瓷和高分子材料,如钙磷陶瓷、自固化磷酸钙、聚乳酸、聚乙内酯,聚乙烯乙二醇等.目前,单一的材料,无论是生物陶瓷还是高分子(天然或人工合成),都不能满足骨组织修复的要求,因而复合支架材料的研究备受瞩目.如纳米羟基磷灰石与胶原、羟基磷灰石与磷酸三钙、羟基磷灰石与聚乳酸聚羟乙酸复合等.结论:复合支架材料能保证足够的强度而且能有效结合种子细胞和生长因子,有利于组织工程骨的构建.     

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.     

复合材料为支架的组织工程骨修复羊胫骨骨缺损的实验研究

目的探讨复合材料为支架的组织工程骨修复羊胫骨骨缺损的可行性。方法利用聚乳酸与磷酸三钙复合材料复合经培养的骨髓基质细胞形成组织工程化骨来修复羊胫骨3cm的骨缺损,并以X线,组织学切片进行观察。结果组织工程化骨表现出较强的成骨能力,在12周时以基本修复羊胫骨3cm的骨缺损。结论展示出复合材料在修复骨缺损过程中的广阔前景。     

生物材料修复股骨缺损及其性能评价

目的:评价组织工程修复股骨骨缺损各种生物材料的性能和应用,寻找合理股骨替代物.方法:以"组织工程,股骨缺损,干细胞,细胞因子,复合材料"为中文关键词,"tissue engineering,femur defect,Mesenchymal stem cells,Cytokines,Materials"为英文关键词,采用计算机检索1993-01/2009-10相关文章.纳入与有关生物材料与组织工程股骨缺损修复相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章.以21篇文献为主重点讨论了组织工程股骨骨缺损修复生物材料及其性能.结果:干细胞技术是从少量骨髓组织得到种子细胞,经体外诱导扩增达到一定细胞数量后,与支架材料复合,体外构建组织工程骨,其细胞能够维持成骨细胞特有的生物学特性,能与受区骨组织完全融合,同时避免了免疫排斥反应发生.将两种或两种以上材料复合在一起,或对生物材料表面进行各种各样的修饰,可以促进细胞与材料之间的黏附、提高细胞的生物活性并维持生物功能;利用某种载体转入到种子细胞内,后者在骨缺损区成骨,同时分泌适量的骨生长因子,诱导周围非定向性骨祖细胞向定向性骨祖细胞分化,从而在短时间内募集到足够的具有成骨活性的种子细胞,加快长骨损伤愈合;利用计算机三维虚拟成像技术和计算机数控成型技术预制的复合材料,既有医用复合材料本身的优点,又有精确的和股骨骨缺损周围组织解剖学上契合性,更有近乎完美的外观形态.结论:目前还没有一种材料能完全符合骨组织工程的要求.将几种材料复合在一起,或对生物材料表面修饰,促进细胞与材料之间的黏附、提高细胞的生物活性、维持生物功能是目前组织工程生物材料研究的热点.     

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。     

骨组织工程纳米复合支架及其生物学评价

目的:综述骨组织工程常用支架材料的种类及其性能,同时,简介一种新型的,可降解的,具有三维空间网络结构的纳米支架材料——细菌纤维素/羟基磷灰石复合材料,并探讨纳米生物材料的安全性评价.资料来源:检索人为第一作者,检索文献时限为1979-01/2009-06,检索数据库为PubMed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)及CNKI数据库(www.cnki.net/index.htm).中文检索词"骨组织工程,细菌纤维素,安全性评价";英文检索词为"bone tissue engineering,Bacterial cellulose,safety evaluation".资料选择:①文章所述内容与骨组织工程密切相关.②有关于纳米材料安全性评价的文章.结局评价指标:骨组织工程材料的种类及性能,纳米材料的安全性.结果:常用的3种支架材料有天然生物材料,人工合成高分子生物材料及陶瓷材料.单一材料难以满足组织工程所需的机械强度和生物相容性,而生理状态的磷灰石是纳米级,纳米级复合材料更符合仿生的原则.细菌纤维素与具有极好生物活性、骨传导作用和骨结合能力的纳米羟基磷灰石复合制成纤维状复合支架材料,不仅具有足够的强度,还具有骨传导功能,以满足骨细胞在支架上的黏附和繁殖,成为一种很有前途的骨组织工程纳米支架材料.对生物材料生物相容性的研究与评价,不仅要从整体水平去观察材料对人体各系统的影响,从细胞水平去观察材料对细胞的数量、形态及分化的影响,还要深入到分子水平去观察材料对细胞DNA、mRNA以及蛋白表达水平的影响.结论:由于细菌纤维素,羟基磷灰石复合支架材料结合细菌纤维素和羟基磷灰石两种材料的优点,其复合产物的性能将优于传统的骨组织工程产品.对其完成一系列生物相容性评价后,新一代骨组织工程三维纳米纤维仿生支架材料便可安全的投入到临床应用.     

骨基质载体材料的生物学特点及其临床应用

背景:骨组织工程支架材料中的骨基质载体材料为骨缺损修复治疗提供了更为有效的方法。目的:重点介绍天然衍生骨载体材料-冻干脱钙骨基质、脱蛋白骨基质、脱细胞骨基质在骨组织工程中的应用。方法:以"骨组织工程、冻干脱钙骨基质、脱蛋白骨基质、脱细胞骨基质、骨缺损;bone tissue engineering,scaffold materials,demineralized bone matrix,deprotein bone matrix,acellular bone matrix,bone defect"为检索词,由第一作者检索1994/2010PubMed、CNKI及万方数据库等与骨组织工程领域有关的权威性文献。结果与结论:冻干脱钙骨基质、脱蛋白骨基质及脱细胞骨基质均具有良好的生物相容性、极低的抗原性、无细胞毒性,作为骨组织工程载体材料,保留了骨的天然属性,具有多孔隙结构,可降解性及良好骨传导作用,为骨缺损的治疗开辟了一条新途径。     

State of the art and future directions of scaffold-based bone engineering from a biomaterials perspective

Scaffold-based bone tissue engineering aims to repair/regenerate bone defects. Such a treatment concept involves seeding autologous osteogenic cells throughout a biodegradable scaffold to create a scaffold-cell hybrid that may be called a tissue-engineered construct (TEC). A variety of materials and scaffolding fabrication techniques for bone tissue engineering have been investigated over the past two decades. This review aims to discuss the advances in bone engineering from a scaffold material point of view. In the first part the reader is introduced to the basic principles of bone engineering. The important properties of the biomaterials and the scaffold design in the making of tissue engineered bone constructs are discussed in detail, with special emphasis placed on the new material developments, namely composites made of synthetic polymers and calcium phosphates. Advantages and limitations of these materials are analysed along with various architectural parameters of scaffolds important for bone tissue engineering, e.g. porosity, pore size, interconnectivity and pore-wall microstructures.     

组织工程心脏瓣膜支架材料的选择与应用

背景:支架材料的选择在组织工程心脏瓣膜中起着至关重要的作用,支架材料的选择也就影响着组织工程心脏瓣膜的构建效果.目的:评价组织工程心脏瓣膜支架材料的的优缺点,并对其选择进行总结.方法:以 "组织工程,心脏瓣膜,支架材料,生物相容性",为中文关键词;以:"tissue engineering,heart valves,scaffold material,biocompatibility" 为英文关键词,采用计算机检索1993-01/2009-10相关文章.纳入与有关生物材料与组织工程心脏瓣膜的相关的文章;排除重复研究及Meta分析类文章.结果与结论:人工合成高分子材料有更大的可控性,可预先塑性,大量制备,孔径和孔隙率较容易控制,成本低廉;天然生物材料和合成高分子材料都存在一定不足,将人工可降解材料与天然材料相结合构建瓣膜支架,发挥两者各自的优势构建出性能良好的组织工程心脏瓣膜.组织工程心脏瓣膜的研究前景广阔.但距离临床应用还有很长的路要走,相信随着研究的不断深入以及支架材料的不断优化对组织工程心脏瓣膜构建方法的改进,在不远的将来造福于广大心脏瓣膜病患者.     

组织工程心脏瓣膜支架材料的选择与应用

背景：支架材料的选择在组织工程心脏瓣膜中起着至关重要的作用,支架材料的选择也就影响着组织工程心脏瓣膜的构建效果。目的：评价组织工程心脏瓣膜支架材料的的优缺点,并对其选择进行总结。方法：以＂组织工程,心脏瓣膜,支架材料,生物相容性＂,为中文关键词;以：＂tissue engineering,heart valves,scaffoldmaterial,biocompatibility＂为英文关键词,采用计算机检索1993-01/2009-10相关文章。纳入与有关生物材料与组织工程心脏瓣膜的相关的文章;排除重复研究及Meta分析类文章。结果与结论：人工合成高分子材料有更大的可控性,可预先塑性,大量制备,孔径和孔隙率较容易控制,成本低廉;天然生物材料和合成高分子材料都存在一定不足,将人工可降解材料与天然材料相结合构建瓣膜支架,发挥两者各自的优势构建出性能良好的组织工程心脏瓣膜。组织工程心脏瓣膜的研究前景广阔。但距离临床应用还有很长的路要走,相信随着研究的不断深入以及支架材料的不断优化对组织工程心脏瓣膜构建方法的改进,在不远的将来造福于广大心脏瓣膜病患者。     

骨基质载体材料的生物学特点及其临床应用

背景：骨组织工程支架材料中的骨基质载体材料为骨缺损修复治疗提供了更为有效的方法。目的：重点介绍天然衍生骨载体材料-冻干脱钙骨基质、脱蛋白骨基质、脱细胞骨基质在骨组织工程中的应用。方法：以＂骨组织工程、冻干脱钙骨基质、脱蛋白骨基质、脱细胞骨基质、骨缺损;bone tissue engineering,scaffold materials,demineralized bone matrix,deprotein bone matrix,acellular bone matrix,bone defect＂为检索词,由第一作者检索1994/2010PubMed、CNKI及万方数据库等与骨组织工程领域有关的权威性文献。结果与结论：冻干脱钙骨基质、脱蛋白骨基质及脱细胞骨基质均具有良好的生物相容性、极低的抗原性、无细胞毒性,作为骨组织工程载体材料,保留了骨的天然属性,具有多孔隙结构,可降解性及良好骨传导作用,为骨缺损的治疗开辟了一条新途径。     

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。