假肢常用材料与人体皮肤摩擦学及其生物相容性

背景：目前主要采用强度高,质量轻的高分子材料来制造假肢零部件,其中热塑性塑料板材、树脂基复合材料、低温热塑材料采用最广泛。目的：分析假肢常用高分子材料与人体皮肤的摩擦学及生物学相容性。方法：由作者检索1990/2008万方数据库有关假肢的常用材料及其与皮肤摩擦学和生物学相容性等方面的文献。结果与结论：聚乙烯、聚丙烯以及改性聚酯等热塑板材,低温热板材料,硅橡胶,钛合金等均与人体皮肤具有良好的生物相容性,但与人体皮肤摩擦学方面各有优缺点,今后应以分子生物学研究和毒理学研究为基础,不断改进假体材料的组织相容性,更进一步探讨假体材料在人体内生理环境下的摩擦行为,找到更为确实可靠的理论依据进行体外实验,以便更好的设计假体模型,达到仿生效果。     

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。     

β型钛合金材料的生物相容性评价

背景:前期大量研究证实钛及钛合金具有良好的生物相容性和较强的耐腐蚀性,β钛合金以其高机械强度、低弹性模量,使其成为目前最具有吸引力的金属生物医学应用材料.目的:评价两种新型β型钛合金材料TLE(Ti-(3～6)Zr(2～4)Mo-(24～27)Nb),TLM2(Ti-(1.5～4.5)Zr-(0.5～5.5)Sn-(1.5～4.4)Mo-(23.5～26.5)Nb)的生物相容性.方法:取健康成年新西兰兔30只,随机抽签法分为皮下植入组和肌肉植入组.将2种新型钛合金TLE、TLM2加工成圆柱形实验试件,分别植入家兔大腿皮下和背侧肌肉内.对照材料(Ti-6Al-4V)同法植入同一动物的对侧相同部位. 依据GB/T16886.6-1997标准,在1,2,6,12,24周取标本大体观察纤维包膜的形态,光学显微镜下观察皮下和肌肉组试件与周围组织界面反应情况,苏木精一伊红染色进行组织学观察.结果与结论:植入2,6,12,24周后,试件周围均形成了血管化的包膜,随着植入时间的延长包膜逐渐变薄、透明度增高,包膜内毛细血管的数量增加.肌肉植入组包膜厚度在6,12周时比皮下植入组薄,炎细胞主要是中性粒细胞、巨噬细胞、多核巨细胞、淋巴细胞和浆细胞,随着时间的延长,各类炎细胞的数量逐渐减少,12周后中性粒细胞数量明显减少,淋巴细胞和浆细胞随时间延长数量逐渐变少,24周时均未见中性粒细胞.说明TLE,TLM 2新型医用钛合金生物相容性好,具有良好的临床应用前景.     

胶原聚合物人体植入材料的生物相容性研究

背景：Staar公司将Ⅳ型胶原与水凝胶(HEMA)聚合而成的新型材料Collamer，是研制眼内接触镜的良好材质国内尚无类似材料。目的：评定胶原聚合物为主体的眼内接触镜(intraoeular contact lens，ICL)在动物体内的生物相容性。设计：随机对照实验。单位：上海生物材料研究测试中心。材料：本研究于2000—01／2000—04在上海生物材料研究测试中心完成细胞株。传代48～72h生长旺盛的L—929细胞(小鼠成纤维细胞)；白色豚鼠20只，体质量300～500g，1～3月龄，雌雄均可；健康成年新西兰白兔7只，体质量17～30kg和2．5～3．5kg，雌雄不拘(热原实验，雌免无孕)(实验动物均由上海实验动物中心提供，为普通级)。干预：分别应用胶原材料进行以下生物学测试：①细胞毒性试验(细胞增殖度法)。②致敏试验。③热原试验。④皮下植入试验实验数据根据标准进行分析和评估。主要观察指标：①小鼠成纤维细胞生长和增殖情况。②皮内注射和局部斑贴诱导后，每观察时间和每一激发部位红斑和水肿反应情况。③家兔由耳缘静脉注人材料浸提液后，该兔体温升高情况。④胶原材料植人家兔皮下后4周材科周围组织反应情况。结果：①细胞毒性试验：材料组相对增殖度为99％～106%，毒性分级为0～1级。②过敏试验：材料组各时段每一激发部位均无红斑和水肿反应，结果评定胶原聚合物皮肤反应0级，③热原试验：胶原试品个体升温均在0．6℃以下，升温总值在1.4℃以下g皮下植入试验：材料组和对照组试样周围均为极少量淋巴细胞浸润，炎症细胞反应为Ⅰ级；纤维囊腔形成评定亦为1级。结论：材料生物学测试结果显示胶原聚合物具有高度生物相容性．是设计制造ICL的理想材料。     

胶原聚合物人体植入材料的生物相容性研究

背景Staar公司将Ⅳ型胶原与水凝胶(HEMA)聚合而成的新型材料Collamer,是研制眼内接触镜的良好材质.国内尚无类似材料.目的评定胶原聚合物为主体的眼内接触镜(intraocular contactlens,ICL)在动物体内的生物相容性.设计随机对照实验.单位上海生物材料研究测试中心.材料本研究于2000-01/2000-04在上海生物材料研究测试中心完成.细胞株传代48～72 h生长旺盛的L-929细胞(小鼠成纤维细胞);白色豚鼠20只,体质量300～500 g,1～3月龄,雌雄均可;健康成年新西兰白兔7只,体质量1.7～3.0kg和2.5～3.5 kg,雌雄不拘(热原实验,雌兔无孕)(实验动物均由上海实验动物中心提供,为普通级).干预分别应用胶原材料进行以下生物学测试①细胞毒性试验(细胞增殖度法).②致敏试验.③热原试验.④皮下植入试验.实验数据根据标准进行分析和评估.主要观察指标①小鼠成纤维细胞生长和增殖情况.②皮内注射和局部斑贴诱导后,每一观察时间和每一激发部位红斑和水肿反应情况.③家兔由耳缘静脉注入材料浸提液后,该兔体温升高情况.④胶原材料植入家兔皮下后4周材料周围组织反应情况.结果①细胞毒性试验材料组相对增殖度为99%～106%,毒性分级为0～1级.②过敏试验材料组各时段每一激发部位均无红斑和水肿反应,结果评定胶原聚合物皮肤反应0级.③热原试验胶原试品个体升温均在0 6℃以下,升温总值在1.4℃以下.④皮下植入试验材料组和对照组试样周围均为极少量淋巴细胞浸润,炎症细胞反应为Ⅰ级;纤维囊腔形成评定亦为1级.结论材料生物学测试结果显示胶原聚合物具有高度生物相容性,是设计制造ICL的理想材料.     

膨体聚四氟乙烯作为软组织内充填材料的生物相容性研究

目的 比较膨体聚四氟乙烯（expanded polytetrafluroethlene,ePTFE)和加成型硅橡胶材料的生物相容性。方法 将ePTFE和加成型硅橡胶分别植入家兔眶间部皮下和背部肌肉内，实验采用自体对照。术后首先观察植入部位愈合情况，然后分别在4周、8周及16周取材，组织学观察其生物相容性。结果 ePTFE组的愈合情况优于加成型硅橡胶组，未见血肿形成，感染及排出。组织学观察，组织逐渐深入ePTFE孔隙中，ePTFE组没有长期的炎症反应，几乎没有异物反应。结论 ePTFE材料具有良好的组织相容性，允许组织向内生长，适合作为软组织内充填材料。     

膨体聚四氟乙烯作为软组织内充填材料的生物相容性研究

目的比较膨体聚四氟乙烯(expandedpolytetrafluroethlene,ePTFE)和加成型硅橡胶材料的生物相容性。方法将ePTFE和加成型硅橡胶分别植入家兔眶间部皮下和背部肌肉内,实验采用自体对照。术后首先观察植入部位愈合情况,然后分别在4周、8周及16周取材,组织学观察其生物相容性。结果ePTFE组的愈合情况优于加成型硅橡胶组,未见血肿形成、感染及排出。组织学观察,组织逐渐深入ePTFE孔隙中,ePTFE组没有长期的炎症反应,几乎没有异物反应。结论ePTFE材料具有良好的组织相容性,允许组织向内生长,适合作为软组织内充填材料。     

血液相容性抗凝血生物医用高分子材料的制备及其机制

背景:由于生物医用材料要接触人体内环境,甚至必须植入生物体内,因此要求具有无毒性、优良的生物相容性、高化学稳定性、合适的物理机械性能以及易加工成型性.目的:从生物惰性材料、生物活性表面和白蛋白的结构及其在抗凝血上的应用几个方面分析血液相容性抗凝血生物医用高分子材料的制备及其机制.方法:由第一作者检索1969/2010 PubMed数据及万方数据库有关血液相容性抗凝血生物医用高分子材料的制备及其机制等方面的文献.结果与结论:目前抗凝血材料的制备基本上只是采用单独的生物惰性表面或生物活性表面,虽然都获得了较好效果,但不能长期保持其生物相容性尤其是血液相容性,如果能将惰性表面与活性表面结合起来,使材料同时具备两者的长处,并能充分利用人体血液中的天然组分白蛋白或许会是抗凝血材料的一个发展趋势.今后希望通过采用高生物惰性的PEU和具有生物活性的白蛋白识别因子cibacron blue复合,合成具有优良性质的活性改性物,并以此对聚氨酯进行改性.     

新型生物可降解材料聚乳酸凝胶的生物相容性

目的：研究新型生物可降解材料聚乳酸凝胶的生物相容性，为此种材料的应用提供生物学依据。方法：实验于2002—11／2003—02在四川大学华西医院移植免疫实验室和动物实验外科完成。通过动物急性毒性试验、溶血试验、遗传毒性试验、肌腱鞘管内及硬膜外长期植入试验测定材料的动物毒性；并通过细胞毒性测定、细胞与材料混合培养，综合评价新材料的生物相容性。结果：聚乳酸凝胶注射入小鼠无急性毒性；材料浸提液无溶血反应(溶血率为0．22％)及遗传毒性(微核率为0．24％)；材料在动物体内长期埋植后局部和全身各器官无组织损伤，局部无明显粘连；材料浸提液(1000，500，100g／L)的细胞毒性及分级与阴性对照差异无显著性意义(P&;gt;0．05)，材料与细胞的混合培养中细胞生长良好。结论：聚乳酸凝胶具有良好的生物相容性。     

生物医用钛合金材料的生物及力学相容性

背景：保证生物材料优良的生物及力学相容性是研制开发外科植入物及矫形器械产品的关键,但目前对其研究缺乏系统性和统一性认识。目的：初步分析生物医用钛合金材料生物及力学相容性的概念、内涵,指导医疗器械产品的选型设计与应用。方法：应用计算机检索PubMed、Elsiver、Springerlink、CNKI及维普等数据库1995至2012年相关文献,围绕“生物及力学相容性”主题词,探讨合金成分、显微组织及相变控制和材料表面状态优化等因素对钛合金材料生物及力学相容性的影响规律。结果与结论：生物及力学相容性是一个综合评价概念。进行医用钛合金材料选型设计时,首先要求合金中的组成元素无不良反应,并保证其与组织、血液及免疫和全身反应的安全性,同时要求所添加元素对钛合金的机械性能等其他性能不良影响最小。钛合金中常见的合金化元素主要包括α相稳定元素、β相稳定元素和中性元素3类。要使生物医用钛合金植入材料获得优良的生物及力学相容性,对材料内部显微组织和相变进行控制,以及开展材料表面状态改性优化也至关重要。但不能单纯追求一种钛合金的低模量或高强度等某一单项力学指标与人体骨组织接近或匹配而简单判定其生物力学相容性的优劣。     

磷酰胆碱表面改性增强聚四氟乙烯心脏瓣膜材料的生物相容性

背景：前期研究发现将膨体聚四氟乙烯单瓣同时植入绵羊降主动脉和左肺动脉20周,无明显血栓、钙化或降解,验证了其优良的特性,但在左肺动脉处有明显的新生内膜增生。目的：观察磷酰胆碱表面改性超微孔膨体聚四氟乙烯的生物相容性变化。方法：以磷酰胆碱对膨体聚四氟乙烯进行表面改性,观察改性前后膨体聚四氟乙烯表面形状、接触角、屈服点拉伸应力及弹性模量、蛋白吸附能力的变化。①溶血实验：在稀释人血中分别加入改性膨体聚四氟乙烯浸提液、膨体聚四氟乙烯浸提液、生理盐水及蒸馏水。②血小板计数实验：在健康人全血中分别加入改性膨体聚四氟乙烯、膨体聚四氟乙烯、高密度聚乙烯及酵母聚糖 A。③血小板激活实验：在健康人全血中分别加入改性膨体聚四氟乙烯、膨体聚四氟乙烯、γ-球蛋白及酵母聚糖A。结果与结论：与改性前比较,改性后膨体聚四氟乙烯的微孔面积显著减小（P 〈0.001）,亲水性及抑制蛋白吸附能力显著增强（P 〈0.001）,生物力学性能及溶血性能无明显变化。体外血小板计数和血小板激活实验显示,改性后膨体聚四氟乙烯的抗血栓性能显著增强。说明磷酰胆碱表面改性可以增强超微孔膨体聚四氟乙烯的抗血栓性和抗蛋白吸附能力,改善其生物相容性。     

Commonly used suture materials in skin surgery.

The ideal suture is strong, handles easily and forms secure knots. It causes minimal tissue inflammation and does not promote infection. It stretches, accommodates wound edema and recoils to its original length with wound contraction. Ideally, it is also inexpensive. Although no single suture material possesses all of these features, proper selection of sutures helps achieve better results in skin surgery. Among the absorbable sutures are catgut and treated catgut (both are used infrequently) and the synthetic sutures, which are designed for good tensile strength, easy handling and low tissue reactivity. Nonabsorbable sutures include silk (now infrequently used) and several synthetic materials designed for elasticity, easy handling, good knot security and minimal tissue irritation.     

Preoperative skin testing of materials used in surgical procedures

Postoperative skin complications increase health care costs and cause patient suffering. In the OR, patients are exposed to materials with adhesive substances that have the potential to cause allergic or toxic effects on the skin. Intraoperatively and postoperatively, these reactions can result in skin complications. The objective of this study was to investigate the incidence of skin reactions in connection with the application of different materials. Skin reactions after preoperative skin testing occurred in 3% to 50% of patients with atopic or contact eczema, allergy, or asthma in their medical history. AORN J 77 (April 2003) 762-771.     

Comparative study of the strength characteristics of a novel wood-plastic composite and commonly used synthetic casting materials

BackgroundWoodcast® is a wood-plastic composite casting material that becomes pliable and self-adhesive when heated to 65 °C and returns to being weightbearing as it cools down. The present study aims to test whether this novel non-toxic casting material is strong enough for clinical use by comparing its strength against materials that are already used in weightbearing casting applications such as total contact casts.MethodsThe strength of Woodcast® samples was compared against the strength of two commonly used synthetic casting materials (Delta-Cast®, OrthoTape). The effect of environmental factors such as cooling, prolonged heating and exposure to water was also assessed.FindingsThe results of this study indicated that Woodcast® is stronger than the synthetic casting materials in compression but weaker in tension. The flexural strength of Woodcast® was 14.24 MPa (±1.25 MPa) while the respective strength of Delta-Cast® and OrthoTape was 18.96 MPa (±7.46 MPa) and 12.93 MPa (±1.93 MPa). Independent samples t-test indicated that the difference between Woodcast® and the other two materials was not statistically significant (P > .05). Woodcast® recovered 90% and 78% of its tensile or flexural strength respectively after 15 min of cooling at ambient temperature and its strength was not reduced by prolonged heating. On average, exposure to water reduced the flexural strength of Delta-Cast® by 6% and of OrthoTape by 44%. The strength of Woodcast® was not affected by exposure to water.InterpretationThe comparison between Woodcast® and commonly used synthetic casting materials indicated that Woodcast® is indeed strong enough to be safely used in weightbearing casting applications.     

Impairment of coagulation by commonly used resuscitation fluids in human volunteers

Background

This study compared the effects of two commonly used resuscitation fluids on whole blood coagulation.

Methods

1000 ml of two resuscitation fluids each (saline and Gelofusine) were given to eight volunteers in a crossover design with a 2‐week washout period. The effect on whole blood coagulation was assessed using the Sonoclot analyzer, a conventional coagulation screen and coagulation markers.

Results

No significant effect was found on whole blood coagulation by giving saline (time to peak clot increased by a mean of 106 s; (95% confidence interval (CI) –140 to 354), whereas Gelofusine delayed the time to peak by a mean of 845 s (95% CI 435 to 1255). By contrast, there was no change in the conventional coagulation screen with either fluid.

Conclusion

It was concluded that some resuscitation fluids have an effect on clot formation that is not shown by the conventional coagulation screen, but is disclosed only if the whole coagulation process is studied.There is an ongoing controversy about the relative merits of different types of resuscitation fluid.¹ In this discussion, the effects of different fluids on coagulation is rarely mentioned, despite coagulopathy often being a problem after large‐volume fluid resuscitation. The origin of this coagulopathy is multifactorial,² and it is usually assumed that resuscitation fluids contribute by cooling the patient and diluting clotting factors. However, there may also be a direct effect owing to an interaction between resuscitation fluid molecules and the coagulation system.Using whole blood coagulation analysis, we have already found a wide variation in the in vitro effects of resuscitation fluids on coagulation, with no simple crystalloid or colloid difference.³ We know that in vitro 0.9% saline has a procoagulant effect at lower dilutions and an anticoagulant effect at higher dilutions, and that Gelofusine has a marked anticoagulant effect.⁴ If this direct effect of a resuscitation fluid on coagulation was also present in vivo, it would influence the choice of fluid given to the bleeding patient in emergency care. This study compares the effects of saline and Gelofusine on whole blood coagulation in human volunteers.     

呼吸机膜材料的选择及其生物相容性

背景：随着医学和组织工程技术发展,各种生物材料相继出现,如何选择合适的膜材料成为人工肺技术发展的关键。目的：评价各种呼吸机膜生物材料的应用性能,寻找合适的呼吸机膜材料。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1991-01/2011-12有关生物材料应用于呼吸机膜的研究文章,关键词为＂膜式,人工肺,生物材料＂。排除内容重复、普通综述及Meta分析类文章。共纳入20篇文献进行评价,中文文献11篇,英文文献9篇。结果与结论：目前人工肺膜的结构形式已从最初的卷筒式、平板折叠式发展到今天广为采用的微孔中空纤维膜式。用于制造中空纤维的材料主要为一些成纤性能良好的高分子材料,如聚丙烯、聚醚砜等。膜式人工肺可以提高气体交换能力和生物相容性。随着高新材料的开发、基础研究的深入和临床经验的积累,人工肺必将开创治疗重症呼吸系统疾患的新局面。     

透析膜材料的发展方向及其生物相容性

血液透析是急、慢性肾功能衰竭的主要治疗措施,透析膜是透析器的主要构成部分,它的理化特性决定透析效果.文章探讨了血液透析膜材料目前的发展方向、常用膜材料及其评价透析膜材料生物相容性的指标,并总结了近年来透析膜材料的改进及其对血液透析的影响.     

Formulary of commonly used ophthalmologic medications

This brief article presents in table form the most commonly used ophthalmologic agents. Other information pertinent to these agents is included, such as how the medication is supplied, what are the adverse effects, the usual dosages, and the most probable use for each agent.