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“artificial cervical disc,prothesis,structure,material,biomechanical study”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。     

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® 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。     

椎间盘退变的机制及修复

背景：目前为止,椎间盘退变源性腰痛的发病机制研究并不十分清楚明了,对于其治疗的手段也多种多样,但效果不一。目的：综述近年国内外椎间盘退变机制及修复的研究进展。方法：由第一作者检索至2014年11月为止 PubMed数据(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)及CNKI中国期刊全文数据库(http://www.cnki.net/),以“椎间盘退变因素,椎间盘源性腰痛,椎间盘退变治疗”等为检索词,共检索到78篇相关文献,排除重复研究,共30篇文献符合纳入标准。结果与结论：综合大量国内外科研人员对椎间盘退变的研究,目前比较推崇的退变因素包括形态学上的改变、炎性递质和细胞外基质的变化、生长因子的作用等,治疗上仍处于对其形态学的修复方面,其中经皮穿刺椎间盘减压、椎体融合、人工椎间盘置换、动态稳定系统等手术治疗方法对椎间盘退变引起的症状有确切的疗效。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程全文链接：     

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。     

膝关节置换的适应证及假体选择

背景：选择合适的人工膝关节对于膝关节置换患者是非常重要的。 目的：结合文献探讨膝关节假体置换的适应证。 方法：由第一作者采用电子检索的方式,在万方数据库(http://www.wanfangdata.com.cn/)中检索有关膝关节置换适应证及其相应假体选择的文章,检索时间范围：2000-01/2010-12,关键词为“膝关节置换,适应证,人工假体,生物相容性”。经检索共查到相关文献50余篇,排除内容重复、普通综述、Meta分析类文章后,筛选纳入5篇文献进行评价。 结果与结论：不同患者应根据病情、关节限制程度、固定方式和半月板功能来选择不同的人工膝关节。不同膝关节假体置换的适应证应由膝关节的骨和软组织条件决定,膝关节韧带的质量和状态、关节畸形以及关节软骨破坏的程度决定假体的选择。     

人工髋关节置换后股骨假体周围骨折

背景：人工髋关节置换是治疗严重髋关节疾病最有效的方法,股骨假体周围骨折是人工髋关节置换后严重的并发症之一。 目的：对人工髋关节置换后股骨假体周围骨折研究的文献资料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收录的有关人工髋关节置换后股骨假体周围骨折研究的文献进行分析,采用检索词为“髋关节置换;人工假体;周围骨折”,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：人工髋关节置换后股骨假体周围骨折的主要原因是创伤,翻修治疗、患者老龄化、假体类型、假体固定方式和关节活动量的增加等,也与骨折发生有关。Vancouver分型方法主要用于人工髋关节置换后股骨假体周围骨折,Vancouver分型包含患者骨折的部位、骨折的类型、假体固定情况、假体松动情况以及股骨近端的骨量丢失等因素,对临床治疗股骨假体周围骨折具有良好的指导价值。人工髋关节置换后股骨假体周围骨折的治疗方法多采用形状记忆合金环抱器、微创内固定系统、锁定加压钢板、异体皮质骨板、碳纤维板、打压植骨及翻修等固定。     

全髋关节置换后的股骨假体周围骨折

背景：随着全髋关节置换及翻修患者的不断增加,股骨假体周围骨折的发生率及复杂性随之增加。目的：回顾有关股骨假体周围骨折的研究文献,探讨其危险因素、预防措施、Vancouver分型和治疗方案。方法：以电子检索方式对CNKI 数据库、FMJS数据库及PubMed数据库1994年9月至2012年6月收录的有关全髋关节置换后股骨假体周围骨折的研究文献进行分析,检索词为“全髋关节置换,股骨假体周围骨折”和“total hip arthroplasty,periprosthetic femoral fractures”,排除报道时间较早的研究或重复研究。结果与结论：随着全髋关节置换人数的增加,置换后股骨假体周围骨折发生率正在增加。目前公认的危险因素包括年龄、性别、创伤、固定方式、假体松动、翻修、骨溶解、置换前疾病、骨质疏松、假体类型和置换技术等。熟悉及理解股骨假体周围骨折的危险因素对其预防及治疗至关重要。Vancouver分型涉及股骨假体周围骨折位置及稳定性、假体松动情况、股骨近端骨量等,是临床上常用的分型方法。临床治疗应根据骨折类型、是否有假体松及骨缺损等采用不同的方法。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程全文链接：     

人工全踝关节置换假体类型及其评价系统

背景：人工全踝关节置换在国内外已相继开展,其中远期疗效不甚满意。人工踝关节假体的设计研究与开发、疗效评价系统的优化和规范与其中远期疗效密切相关。 目的：分析近年来人工踝关节假体设计与开发及踝关节置换后疗效评价系统的研究进展。 方法：电子检索CNKI数据库、万方数据库、维普数据库等中文数据库和PubMed数据库中1980/2010关于人工踝关节置换假体类型与评价系统的相关综述和研究报告,在标题和关键词中以“踝关节,置换术,假体,评价系统”或“ankle joint, replacement, prosthesis, evaluation system”为检索词进行检索。选择文章内容与人工踝关节置换相关,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志上的文章,分析踝关节置换假体类型与评价系统,适应症与禁忌症的研究进展。 结果与结论：共纳入人工踝关节置换假体研究与评价系统的相关文献33篇。人工关节置换治疗疼痛踝关节是一直探索不辍的课题,人工踝关节置换术的中远期疗效有赖于踝关节假体的设计研究与开发、疗效评价系统的优化和规范,人工踝关节应该有较大的改进和提高,使人工全踝关节置换达到更优的疗效和更高的生存率,同时应有更合理和规范的评价系统来评价疗效。     

脊柱结核外科治疗骨缺损的修复

背景：脊柱结核外科干预治疗中如何有效修复破坏之椎体,是脊柱结核治疗中的重点和难点。 目的：探讨国内目前脊柱结核病灶清除后骨缺损修复方法、骨缺损修复的有效方法及新进展。 方法：CNKI数据库检索2006/2010-01-01五年间相关脊柱结核外科治疗文献,先检索关键词“脊柱结核”,再分别以：“内固定”,“植骨”,“人工骨(材料)”,“钛网”, “骨水泥”,“人工椎体”,为关键词在以上数据中检索,根据入选条件,选择相关文献,对其文献报道病例、手术方法(包括骨修复方法)、疗效(包括治愈率、复发率、Cobb角纠正)进行统计分析。 结果与结论：自体骨(髂骨、肋骨)是脊柱结核目前骨缺损的主要修复来源,其次是钛网植骨,人工骨及人工椎体少量用于临床治疗。提示,自体骨仍是脊柱结核骨缺损修复的主要来源,是钛网植骨次之,人工骨及人工椎体有广阔的发展空间,成为将来植骨理想替代品。     

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。     

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方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症之一,感染后将给患者带来严重后果。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。 方法：由第一作者用计算机检索中国期刊全文数据库(CNKI：2002至2012年)和PubMed(2002至2012年)数据库,检索词分别为“关节置换、假体感染、诊断、实验室检查”和“joint replacement prosthesis infection, diagnosis, laboratory tests”。从寻找关节置换后假体感染的临床表现及相关诊断方法上进行相关介绍及总结。共检索到153篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入30篇文章。 结果与结论：白细胞介素6血清水平对于诊断关节假体感染准确性最高,之后依次是C-反应蛋白,红细胞沉降率,白细胞计数。然而,常规检查白细胞介素6条件还是有限,进一步评估白细胞介素6和其他细胞因子在不同的患者身上诊断关节假体感染的准确性还需要更深入的研究。     

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,disc degenerative”,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。     

去细胞化基质材料修复椎间盘的研究与进展

文题释义：去细胞化：是指利用物理、化学和酶学方法裂解细胞，去除细胞内容物，保留细胞外基质、组织天然构架。通常联合运用以上多种方法去除同种异体或异种细胞成分，理论上可利用由此获得的细胞外基质制造出具备合适生物力学和生物相容性的最低免疫原性支架。 椎间盘：是由位于中央的髓核(蛋白聚糖和Ⅱ型胶原组成的集中高度水化的纤维胶状核)及环绕其周围分层排列的纤维环(主要由Ⅰ型胶原组成的多层纤维软骨环)和上下软骨终板构成的复杂结构，是无血运器官，自身代谢缓慢，损伤后的自我修复、愈合能力极其有限，一般的物理修复与手术治疗无法从根本上修复椎间盘，效果欠佳，容易复发，椎间盘去细胞化组织工程为之提供了新思路。 背景：随着组织工程学的发展，椎间盘组织的修复与再生成为可能，将组织去细胞后的细胞外基质作为修复材料是进行椎间盘组织工程再生的重要手段。 目的：总结近年来用于椎间盘再生去细胞化基质材料的制备工艺、质量控制、应用效果，并进行展望。 方法：检索PubMed、Web of Science和CNKI数据库等收录的有关去细胞化方法及去细胞基修复椎间盘的文章，英文检索词为“Intervertebral disc，Decellularization，Extracellular matrix，Scaffold material，Tissue engineering”，中文检索词为“椎间盘，去细胞化，细胞外基质，支架材料，组织工程”。根据纳入与排除标准对所有文章进行初筛后，保留相关性较高的文章进行综述。 结果与结论：目前的椎间盘去细胞化组织工程旨在最大程度地保留生理相关的生物活性物质，提高力学性能和生物相容性，降低免疫原性。去细胞化基质材料能够模拟椎间盘内细胞外基质的天然微环境，作为细胞载体能对种子细胞起到良好的诱导分化用，其修复椎间盘已经取得了一定进展，但材料的孔隙率、免疫排斥反应、植入体内方式及效果评估等问题还有待进一步的深入研究。 ORCID: 0000-0003-3225-3611(金筱妤) 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     

半限制型人工颈椎间盘置换与植骨融合术后下颈椎生物力学的有限元分析

目的 研究Discover、Prodisc-C人工椎间盘置换术与植骨融合术后下颈椎活动度（range of motion, ROM）、椎间盘应力、韧带张力的生物力学特性以及植入假体力学性能的改变。方法 建立C5~6椎间盘退变3种手术方案：Discover、Prodisc-C人工椎间盘置换和自体髂骨植骨融合有限元模型,同时建立C4~7节段下颈椎原始模型。分析术后下颈椎C4~7节段在矢状面、冠状面及横断面上椎体的生物力学特性变化。结果 术后手术节段关节ROM变化：Discover模型增加12.7%~73.1%,Prodisc-C模型增加74%~98%,植骨融合模型下降55.8%~71.8%。Discover置换后上邻近椎间盘应力无明显增加,下邻近椎间盘应力在前屈、后伸、轴向旋转工况下减少33.2%~54.2%,囊韧带张力增幅比Prodisc-C置换后减少30%~40%。Discover假体最大应力（36.72 MPa）出现在前屈工况下,小于Prodisc-C假体的最大应力（42.66 MPa）。结论 人工椎间盘置换术可以保留手术节段的运动性能,Discover作为新一代人工椎间盘假体,在减少韧带负担和维持脊柱稳定性方面有所进步。研究结果可为颈椎前路融合手术和人工颈椎间盘置换术的临床研究提供理论依据。     

人工腰椎间盘置换的临床应用：现状与未来

背景：人工腰椎间盘置换的基本理念是在稳定病变节段的前提下,力求最小影响相邻节段的生物力学状态,防止以及减少相邻节段退变的发生率。 目的：分别对人工腰椎间盘置换的适应证和禁忌证、围置换期经济学考量、远期并发症以及人工腰椎间盘置换与融合术的混合使用效果进行了探讨。 方法：计算机检索PubMed数据库、中国期刊全文数据库、中国生物医学文献数据库近十年的相关文献。纳入腰椎间盘置换术的回顾性和前瞻性临床实验报告,排除观点重复的文章,最后对34篇文献进行归纳与分析。 结果与结论：1982年人工腰椎间盘假体首次临床应用以来,已有许多关于腰椎间盘置换的临床报道,然而对临床实验中遇到的许多问题始终没有统一答案。人工腰椎间盘置换的适应证和禁忌证应考虑到置换节段数对临床结果的影响、小关节退变对临床结果的影响、既往有腰椎间盘手术史患者的选择、患者年龄、椎间盘置换前休息时间等因素。评价腰椎间盘置换是否优于传统的腰椎融合,可以从椎间盘置换中出血量、手术时间、置换后住院时间等方面进行考量。腰椎间盘置换后较常见的并发症有异位骨化、植入物机械故障、相邻节段和小关节退变。将人工腰椎间盘置换与融合术的混合使用治疗多节段腰椎间盘病变,使两种手术干预方法互补不足,得到优于单独使用的手术疗效。     

颈椎人工椎间盘置换有限元分析

目的　建立C4~5节段PrestigeTM-LP颈椎人工椎间盘植入后的三维有限元模型,进行手术节段的运动分析。 方法 采用对成年男性的新鲜尸体的颈椎标本进行CT三维扫描方法建立C4~5节段和PrestigeTM-LP人工间盘有限元,模拟完成C4~5人工椎间盘置换手术。测量生理加载下手术节段前屈/后伸、侧弯及轴向旋转运动角度。结果 有限元模型对颈椎的结构,包括椎体间韧带、颈椎关节突关节、钩椎关节等均进行了精确的重建,并较好地模拟手术操作进行PrestigeTM-LP人工间盘植入。运动加载后运动角度,前屈5.7°,后伸3.5°,侧弯5.0°,旋转11.3°,与文献报道结果较为接近。 结论　有限元模型具有精确度高,手术模拟真实的特点,可作为颈椎人工椎间盘生物力学研究的一种较好途径。PrestigeTM-LP颈椎人工椎间盘置换可较好地保留手术节段的运动功能。