腹壁修补材料的研究及应用进展

巨大腹壁缺损的修补是外科医生经常面临的难题,寻找理想的修补材料以修复缺损至关重要。用于修复腹壁缺损的材料一般分为生物性和非生物性两种。前者的力学性能较好,而后者的生物相容性更佳。目前公认尚没找到一种完全理想的腹壁替代材料.作者对常用生物材料和非生物材料的特性、应用、优缺点等做一综述。     

胶原蛋白作为医用生物材料的应用

胶原蛋白是一类具有活跃生物功能的细胞外间质成分,占人体总蛋白质总量的1/3。胶原蛋白是组织的支持物和填充物,也主动参与了细胞迁移、分化及增殖,并与创伤修复及胚胎发育有关。以胶原蛋白为原料制备的生物替代物(如人造皮肤等)必然大大优于非生物材料的同类产品。目前,大量不同性能及用途的胶原蛋白医用材料不断涌现,有些已结束实验室及动物实验阶段,大批量投入临床应用。     

肿瘤细胞三维培养支架、血管及细胞间的相互作用

背景：肿瘤组织工程通过构建综合的培养模型,充分模拟肿瘤在体内生长的微环境,可以较好地研究肿瘤发生发展的动力学及相关治疗策略。 目的：综述肿瘤工程技术中的肿瘤细胞三维培养。 方法：以“tumor engineering; 3D culture; biological materials; dynamic”为关键词,检索PubMed数据库1992年1月至2013年3月相关文献,纳入有关肿瘤工程、肿瘤细胞三维培养、生物支架材料及肿瘤微环境的相关文章。 结果与结论：三维培养因其可再现组织细胞的体内生长情况,已成为研究肿瘤耐药性、侵袭性和肿瘤微环境的重要平台,在许多领域表现出逐步取代平面培养技术的趋势,为肿瘤研究提供了一个非常接近于体内真实情况的研究平台。近年来,随着肿瘤工程学的发展,多种新型高分子聚合材料被应用于肿瘤细胞的三维立体培养,三维培养技术逐渐成为肿瘤生物学领域研究的热点,其利用各种方法及材料使细胞呈空间立体方式生长,形成类似体内生长环境的生物支撑或基质,建立细胞间及细胞与胞外基质间的相互联系,并形成特定的类似组织样的三维空间结构。生物材料就是种子细胞生长的土壤,在肿瘤工程中起着替代细胞外基质或组织、器官的基质的作用。而随着三维细胞培养技术在肿瘤研究中的广泛应用,其已成为肿瘤耐药、血管形成、细胞间相互作用、信号转导、干细胞等方面研究不可或缺的有力工具。     

生物材料修复颅骨缺损：10年国际出版文献分析

背景：随着技术的发展,不同种类颅骨修补材料性能及临床应用效果不尽相同,很多修补材料因自身的种种缺点已经被淘汰,新型的生物材料仍在进一步开发。 目的：探讨颅骨修补材料的研究进展及数据分析结果。 方法：SCI数据库中2002/2011检索有关生物材修复颅骨缺损文献,检索词为“颅骨缺损(skull defect);修补(repair);复合材料(material);钛网(titanium plate);骨水泥(bone cement);自体骨(autogenous bone) ;硅橡胶(silicone rubber);有机玻璃(organic glass or "pmma" or polymethyl methacrylate)”,共检索文献242篇。 结果与结论：颅骨缺损的修复材料甚多,疗效不一,目前主要有自体骨、异体骨、医用高分子材料、钛金属材料、骨水泥以及组织工程复合材料等,采用何种修补材料能将颅骨缺损修复的更加完美是当前国内外学者研究的热点。     

几种颅骨修补材料的临床应用及并发症防治

背景：近年来颅骨修补材料也在不断更新,主要有自体材料、同种异体材料和异体材料。 目的：总结近年来常用的颅骨修补材料的临床应用及并发症的防治。 方法：由作者应用计算机检索维普数据库中与颅骨修补材料及并发症有关的文章,检索时限2002-01/2010-10。检索关键词：颅骨修补;修补材料;自体骨;硅胶;骨水泥;EH复合材料;钛网;并发症。纳入标准：与颅骨修补材料及并发症有关的文章。排除标准：重复研究或较陈旧文献。根据纳入排除标准共保留相关文献45篇。 结果与结论：自体骨组织相容性好,无排异现象,但来源受到限制,移植物可被吸收。医用硅胶价格低廉,但组织相容性不够;骨水泥取材容易,价格便宜,但易损伤脑组织。EH复合材料组织相容性和骨结合性较好,但病例数不够。钛合金组织相容性好、性质稳定,但价格昂贵。应根据患者病情、经济条件、当地设备及技术水平等选择理想的颅骨修补材料,努力避免或减少并发症的发生。     

数字化钛网颅骨成形198例分析

背景：传统的颅骨缺损修复方法存在反复修整塑形时间长、修复后外观不满意等弊端。计算机辅助设计及成型技术(即数字化塑形)引入神经外科,使颅骨缺损个体化修复获得满意效果。 目的：观察应用数字化塑形钛网进行颅骨成形的临床效果。 方法：应用钛网进行Ⅱ期颅骨成形198例,数字化塑形钛网组(96例)进行头颅CT扫描取得颅骨及缺损的数据,传至数字化塑型钛网制造公司,获得个体化的预制钛网材料进行颅骨修复;传统手工成形组(102例)术中临时对钛网用手工裁剪、塑形进行颅骨修复。 结果与结论：数字化组钛网置于颅骨缺损处,达到与骨窗缘紧密贴合,外形满意度达100%,每台手术时间较传统组平均少用约45 min,术后无头皮下积血、感染、修补材料裸露等并发症,传统组修补材料裸露1例,切口感染2例,头皮下积血4例。结果可见数字化塑形钛网进行颅骨成形缩短了手术时间,降低了修补材料裸露、继发性感染等并发症,可获得满意的成形效果。 关键词：数字化塑形;钛网;颅骨缺损;颅骨成形术;并发症 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.04.043     

不同修复材料在颅骨成型中的应用

背景：临床上,颅骨修补的材料种类繁多,分为自体骨及人工材料,后者包括高分子聚合材料(硅胶板)及钛合金网。那么,哪种材料最具临床应用价值呢？ 目的：探讨各种颅骨修补材料在颅骨成型中的应用价值。 方法：回顾性分析2000-02/2010-06因颅骨缺损而行颅骨成型的78例临床资料,其中硅胶板修补颅骨19例,二维钛网26例,数字化三维钛网33例。主要从修补时间、费用、患者的美容及心理康复程度进行分析比较。 结果与结论：数字化三维钛网组较硅胶板及二维钛网组在手术时间上明显缩短,外观上完全恢复解剖,但数字化三维钛网组费用明显高于硅胶板及二维钛网组,而且数字化三维钛网硬度较弱,抗碰撞能力较二维钛网组低。结果提示,数字化二维钛网可以避免在手术中塑型,缩短手术时间,外观上完全恢复解剖,费用较低,且硬度大,抗碰撞能力强。     

应用数字化钛网塑形修补颅骨缺损

背景：颅骨修补的材料种类繁多,而修补效果也不尽相同,采用何种修补材料、如何将颅骨缺损修复的更加完美是当前国内外学者研究的热点。 目的：针对数字化三维塑形钛网在颅骨缺损修补中的临床应用进行探索。 方法：以“tissue engineering,craniocerebral trauma,CAD/CAM和titanium armor plate”为检索词,检索Medline数据库(2000/2011-06),“头颅骨损伤,数字化三维成形,钛网”为检索词,检索CNKI数据库。将近年发表的针对性强的文章纳入研究范围,同一领域的文献则选择近期发表或权威杂志的文章。排除与传统材料或方法修复头颅骨损伤和陈旧的文献。对查阅到的最新研究及临床应用有实用价值的文献详细分析并加以总结概括。 结果与结论：初次检索到236篇文献,最终纳入27篇文献进行分析。传统方法修复颅骨损伤已暴露很多问题,而钛网作为近几年临床应用广泛的颅骨修补材料显示了很多优点,尤其是随着数字化技术的广泛应用,头颅CT扫描数据、三维重建模拟缺损颅骨形状和曲度、个性化设计缺损颅骨的钛网补片,制造出了与缺损处吻合良好的修补物,使患者颅骨缺损修补后头颅形状恢复解剖原貌,无论是整形外观还是相容性方面均可取得满意效果。     

不同颅内植入材料对脑损伤修复的影响

背景：有关脑损伤修复移植物选择尚有争议, 迄今还没有一种材料能在理化性质方面完全替代颅骨。 目的：归纳分析不同颅内植入材料对脑损伤修复的影响及其性能评价。 方法：以“颅脑损伤、复合材料、生物材料、损伤修复”为中文关键词,以“Traumatic brain injury,Compound material,Biological material,Damage repair”为英文关键词,采用计算机检索中国期刊全文数据库、PubMed数据库(1993-01/ 2010-11)相关文章。纳入颅脑损伤-损伤修复材料等相关的文章,排除重复研究或Meta分析类文章。 结果与结论：共入选24篇文章进入结果分析。常用的颅骨缺损的修补材料主要有3 大类:自体和异体骨移植、非金属材料、金属代材料。自体和异体骨移植成形不很理想,存在免疫排斥和坏死吸收。以钛网边作为修复材料,应用三维重建技术的数字化颅骨塑形技术,缩短了手术时间、减少了相应并发症,实现了个体化配置修补颅骨缺损,是一种较为理想的颅骨修补材料。钛合金具有良好的生物相容性,强度高,不老化,密度轻,置入后不影响CT/MRI、脑电图等检查,且置入后成纤维细胞可长入钛网的微孔,使钛网与组织融为一体,明显减少并发症的产生,是目前较为理想的修补材料。     

颅骨缺损的组织工程学修复及CAD/CAM数字化成型技术的应用

背景：头颅骨骼解剖结构复杂,曲面变化大,修复要求较高,巨大、复杂部位的颅骨缺损的修复一直是神经外科具有挑战性的课题之一。采用何种修补材料、如何将颅骨缺损修复的更加完美是当前国内外学者研究的热点。 目的：综述组织工程学和CAD/CAM数字化成型技术用于钛合金材料修复头颅损伤的研究。 方法：以tissue engineering,craniocerebral trauma,CAD/CAM和titanium armor plate为检索词,检索Medline数据库(2000/2011-06),以组织工程,头颅骨损伤,数字化三维成形,钛网为检索词,检索CNKI数据库(1990/2011-06)。将近年发表的针对性强的文章纳入研究范围,同一领域的文献则选择近期发表或权威杂志的文章。排除与传统材料或方法修复头颅骨损伤和陈旧的文献。对查阅到的最新研究及临床应用有实用价值的文献详细分析并加以总结概括。 结果与结论：初次检索到236篇文献,严格按照纳入标准,最终将27篇文献纳入研究。传统方法修复损伤的颅骨常常遇到组织相容性不佳,材料不足,无法随个体生长等问题,极大降低修复体的应用效果,而CAD/CAM数字化成型技术够复制出与患者颅颌骨缺损部位几何形态高度吻合,实现了个体化配置修补颅骨缺损,可形式具有良好生物相融性的钛网颅骨修复体。     

三维打印技术在骨组织工程领域的应用研究进展

综述了三维(3D)打印技术的出现、分类与优势等.介绍了该技术在骨组织工程领域的应用,包括光固化立体印刷、熔融沉积成型、选择性激光烧结和3D喷印的工作原理、存在的优缺点以及国内外学者在该领域的研究进展.目前骨组织工程支架的制备大多应用了3D打印技术,以生物可降解的活性材料为原料制备而成.在我国该领域虽然发展迅速,利用3D打印技术进行人工骨合成、骨科术前模拟等已经越来越普遍,亦取得了令人满意的效果,但要研发出合适的生物材料以及设备精度的改进仍是亟待解决的问题.目前,仿生器官的功能化已成为3D打印技术领域的一大困难,其中多细胞共培养、血管化及支架的制备是实现功能化必须克服的问题,相信通过努力,该项技术将会为器官的再生与修复带来更多令人瞩目的成果.     

钛网修补颅骨缺损276例经验

目的分析使用钛网进行颅骨修补术后的效果和出现的特殊问题,提高手术质量。方法 276例颅骨损伤病人,其中男性212例,女性64例;年龄16~84岁,平均年龄46.3岁。手工塑型:按照骨窗大小选择稍大的二维或三维钛网,根据术者颅骨外型在通用模具中进行手工塑型备用。数字化三维钛网预成型:术前行全头颅螺旋CT连续薄层扫描,并行颅骨三维成像,刻光盘由"钛网数字化成型机"对二维钛网进行成型加工后备用。手术按颅骨修补常规操作进行,将预成型并已经消毒的钛网按标记覆盖在骨窗上,周边选择适当的位置用配套的自攻钛钉固定牢靠。钛网中央选点用1号线悬吊8~10针。术后常规抗生素治疗,7~9d拆线。结果大多数病人术后切口愈合良好。早期钛网手工塑型,成形效果差异较大,个别病人有翘边现象。2006年10月起使用数字化钛网预成型,成型效果明显提高。颅骨修补后发生不良反应:皮瓣下积液12例,经观察全部可以自行吸收。术区积血或相临脑组织发生迟发性血肿6例,有2例再次开颅清除血肿,取出钛网。硬膜下与蛛网膜间形成积液囊8例,经保守治疗均有不同程度吸收。翼颞窝形成增生性包块2例,经特定电磁波照射后有所吸收变小变软。钛网发生后期排异反应4例,其中3例已取出钛网,1例自动出院。结论选择恰当的时机手术,材料的大小与形状匹配,解剖结构还原,使用钛网修补颅骨可以获得满意效果。     

3D打印聚醚醚酮及其复合材料修复骨缺损的应用现况

文题释义： 聚醚醚酮：是一种全芳香族半结晶性的热塑性特种工程塑料,具有优异的物理、化学、力学、热等性能。目前聚醚醚酮作为一种生物材料,相比于传统硬组织植入金属材料(不锈钢、钛及其合金等),具有良好的生物相容性、放射线透过性、植入人体后可有效降低“应力屏蔽效应”,以及磁共振扫描不产生伪影等特点,越来越多地被应用于骨科植入物和假体。 骨缺损修复：将设计制备的骨科植入物或假体植入因创伤或手术所致的骨缺损区域,经治疗后逐渐改善该区域的成骨连接状态,缓解愈合及恢复局部的功能。 背景：聚醚醚酮及其复合材料具有一系列独特的性能,而3D打印技术可以针对患者的病情定制个性化植入物,两者在骨缺损修复领域均具有明显优势。 目的：总结聚醚醚酮及其复合材料与3D 打印技术在骨缺损修复领域的应用现状,并进一步展望两者有效结合的应用前景。 方法：利用计算机检索CNKI、PubMed,Web of Science数据库,中文检索词为“聚醚醚酮,聚醚醚酮复合材料,骨缺损修复,聚醚醚酮植入物,聚醚醚酮3D打印,口腔修复”。英文检索词为“PEEK,PEEK composites,bone defect repair,PEEK implants,PEEK 3D printing,prosthodontics”。检索时限为1995年4月至2019年4月。共检索到147篇文章,根据纳入与排除标准,最终纳入51篇文献进行综述。 结果与结论：①将具有生物活性的材料及改善力学性能的颗粒或纤维引入到聚醚醚酮基体中制备成复合材料,借助3D打印技术精准定制出与患者骨缺损处高度匹配的植入物;②这种具有良好生物相容性、生物活性和力学性能的植入物在颅骨、颌骨、脊椎腰椎、人工关节以及口腔缺损修复中具有良好的治疗效果,提高了治疗后患者的满意度;③文章总结了3D打印聚醚醚酮及其复合材料在各类骨缺损修复中的应用,并对联合3D打印技术制备个性化聚醚醚酮植入物或假体的应用前景表达了自己的看法。 ORCID: 0000-0001-7850-2412(林柳兰) 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