钛植入物表面生物化学改性对骨整合的影响

背景:钛及钛合金因具有良好的机械性能和生物惰性等被广泛应用于骨科植入领域。目的:综述不同的生物分子搭载到钛植入物表面对骨整合的影响。方法:由第一作者应用计算机以"titanium,osseointegration,biochemical modification,coating"为英文检索词,以"钛,骨整合,生物化学改性,涂层"为中文检索词,应用计算机检索Pub Med、Web of Science、维普、万方、中国知网数据库中1991-2020年已发表的相关文献,并进行筛选、归纳与总结,最终纳入104篇相关文献进行综述。结果与结论:钛植入体表面单一的物理和化学修饰方式主要是间接影响细胞行为,而生物分子涂层可以直接参与生物过程,这在诱导骨形成方面更有效,不仅显著提高了骨与植入体之间早期的骨整合,还降低了因炎症反应导致的手术失败及假体翻修发生率。虽然钛植入物的生物化学改性可以直接参与生物过程,但是目前还有许多问题尚待解决:生物活性物质在钛植入体表面的长期稳定性、释放的速率以及钛植入物与机体细胞和组织之间的作用机制问题还需进一步研究,从而得到骨与钛植入物之间的早期和长期的骨整合。     

钛植入物表面抗菌涂层的研究进展

近年来,钛及钛合金等骨植入材料以其卓越的机械性能和良好的生物相容性广泛应用于生物医学领域。然而在临床实践中,细菌在材料表面的黏附以及术后感染问题可能导致植入失败。根据抗菌机制,本文从抗细菌黏附、接触杀菌和光控杀菌等方面详细阐述了钛植入物的抗菌表面设计。通过采用不同技术对钛或基于钛的合金植入物进行表面修饰,抑制细菌黏附并促进骨整合,将扩大多功能钛基植入物在骨科领域的应用范围。     

镍钛形状记忆合金骨植入物镍离子释放的体外测试方法

目的 镍钛形状记忆合金骨植入物临床使用过程中存在镍离子析出的风险,植入物镍离子释放在体内很难直接测试,为此本文建立一种镍钛形状记忆合金骨植入物镍离子释放的体外测试方法。方法 选用磷酸盐缓冲盐溶液(phosphate buffer salt solution,PBS)作为测试液,用于植入物镍离子的浸提,将植入物置于带盖容器中,容器中装有PBS,将容器静置在温度稳定控制的恒温培养箱内(37±1)℃下,静置相应设置的时间点,每个时间点设1组空白试验和3个相同平行试样进行镍释放量测定,分别用石墨炉原子吸收光谱仪(atomic absorption spectrometer,AAS)和电感耦合等离子体质谱仪(inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)设备测试溶液中镍离子浓度。结果 随时间推移从器械中释放出来的镍离子浓度整体呈下降趋势,镍离子释放时点为4周时,释放周期结束,AAS测得镍离子释放量平均值为0.37×10^-3μg/(cm²·d),累计释放量平均值为10.22×10^-3     

镍钛形状记忆合金植入物在骨科的应用*

近年来,由镍钛形状记忆合金材料制成的骨科植入物种类越来越多,使用越来越广泛。其优异的形状记忆功能及低磁性、抗磨损、耐腐蚀、耐疲劳的特性使其在骨科植入物方面表现突出。由于其较好的组织相容性及弹性,可适应各种临床需要,也得到了广大医生的青睐。而镍钛形状记忆合金植入物产生影响的因素也是复杂多样的,这些因素对植入物在体内是否能发挥预期的作用至关重要。本文将对镍钛形状记忆合金植入物应用的研究现状及进展进行综述。     

聚醚醚酮内植物骨整合改性的研究进展

聚醚醚酮（PEEK）材料因有着诸多优点而在骨缺损修复等医学领域得到越来越多的关注和应用,同时对于克服其生物惰性,提高其骨整合性能的改性研究成为热点。本文通过查阅国内外关于PEEK材料骨整合改性的相关文献,综述了近年来对骨科植入物PEEK材料进行改性以提高其骨整合性能的相关研究现状,并重点从改性原理的角度进行总结。     

骨科内植物多功能涂层研究进展

无菌性松动和植入物周围感染是骨科内固定术失败的两个主要原因,随着手术数量的日益增长,如何降低此类手术失败风险变得格外重要。在这个领域中,近期大量的研究工作致力于研制各种各样的内植物涂层,而这些涂层大多只具有抗感染作用而无骨整合作用;或者只具有骨整合作用而不具备抗感染作用。但是要使内植物长期有效,理想的涂层应兼顾骨整合和抗感染这两个功能。本文将对同时具有骨整合性和抗感染性的多功能涂层近期的研究进展和未来研究方向进行综述。     

内固定植入物与外固定支架修复胫骨骨折骨不连的策略及辅助治疗

BACKGROUND: Nonunion is a common clinical problem in the prognosis of tibial fracture. The treatment method of tibial fracture nonunion is extensive and develops rapidly. Different repair plans should be taken to the nonunion of tibial fractures caused by different factors.     

钛板联合植骨内固定修复跟骨骨折：外侧L形切口愈合的影响因素

BACKGROUND: Calcaneus has its special anatomy. Moreover, it is difficult to expose the inside to the posterior side of the joint surface. Lateral calcaneal soft tissue was less. The joint surface can be clearly exposed after incision, so lateral L-shaped incision is conventionally used in calcaneal surgery.     

医用钛合金材料表面改性对骨整合影响的研究进展

医用钛合金材料是临床应用中较为常见的骨科植入物材料之一,作为一种具备良好的生物相容性、耐腐蚀性以及机械强度的生物材料受到了学者的广泛关注.本文专注于PubMed和Web of Science数据库中的相关文献,着重论述4种不同的表面改性设计对医用钛合金材料骨整合性能的影响.在材料学结构设计不断创新和深入研究的背景下,针...     

电子束熔融快速成型技术在骨科植入物修复过程中的骨诱导能力

背景：电子束熔融快速成型技术(EBM RP)是一种新型金属粉末快速成型技术,它具有精准、复杂成型的特点,已在航空航天、汽车和医疗植入器材等领域显示独特的应用优势。 目的：探索电子束熔融快速成型技术用于骨科植入物时表现出的产品性能、个性化定制能力,尤其是诱导骨长入能力。 方法：计算机检索Pubmed数据库、中国期刊全文数据库、知网数据库,手工检索《东方早报》《世界科学》《中国骨科杂志》,以及相关的中英文会议论文集。所有检索时间均截止至2013年9月。纳入标准：①应用电子束熔融快速成型技术的文章。②外科植入物相关文章。最后选择50篇文献进行分析。 结果与结论：EBM态Ti6Al4V骨科植入物具有良好的产品综合性能;电子束熔融快速成型技术具有优良的个性化定制能力,尤其是生成的3D连通的孔隙结构,可提供诱导骨长入的结构性条件,在骨科植入物方面享有独特的优势。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：     

钛基牙种植体早期植入稳定性

钛(Ti)及其合金作为20世纪末兴起的种植体材料,具有高强度、低重量、生物相容性好等优势,随着种植体技术的快速发展以及临床上需求的不断增加,Ti种植体迅速且广泛的应用于骨科治疗之中,特别是针对牙缺损的修复。然而,由于骨整合速率缓慢、细菌感染以及过量活性氧累积等多种因素导致种植体早期植入稳定性差,致使植入人体后服役寿命短,成为限制牙种植体植入成功率的重要因素。因此,种植体的临床早期植入稳定性有待进一步提高。从影响临床早期植入稳定性的材料因素、生物因素以及其它因素等3个方面,综述国内外Ti基牙种植体的相关研究,以及提高临床早期植入稳定性的研究现状和发展动态,为牙种植体植入成功率的提高提供参考。     

Biomechanical and Microtomographic Assessment of the Effectiveness of Osseointegration of Threaded Titanium Implants with Single- and Bilayer Bioceramic Coatings

Biomedical Engineering - Threaded implants with bioactive coatings were studied. The implants under consideration were standard titanium screws modified with single- and bilayer coatings based on...     

Detailed Process of Bone Remodeling After Achievement of Osseointegration in a Rat Implantation Model

Osseointegration is regarded as the most appropriate implant‐bone interface in dental implantation. However, damaged bone with empty osteocytic lacunae driven by implant cavity preparation remains even after the completion of osseointegration. Although previous studies have suggested the occurrence of bone remodeling around implants, information on its detailed process is meager. Our study aimed to examine the fate of bone around titanium implants after the establishment of osseointegration on an animal model using the rat maxilla. Titanium implants were inserted into prepared bone cavities of the rat maxilla. Bone formation and maturation processes were evaluated by double staining for alkaline phosphatase and tartrate‐resistant acid phosphatase, immunohistochemistry for bone matrix proteins, vital staining with calcein, and elemental mapping with an electron probe microanalyzer. Bone with empty osteocytic lacunae or pyknosis remained between the intact preexisting and newly formed woven bones at post 1 month. It gradually decreased to disappear completely by active bone remodeling with a synchronized coordination of alkaline phosphatase‐positive osteoblasts and tartrate‐resistant acid phosphatase‐reactive osteoclasts at post 3 months, thickening to be replaced by compact bone. Dynamic labeling showed two clear lines in the newly formed bone around the implant through this experimental period. Electron probe microanalyzer analysis demonstrated chronologically increased levels of Ca and P in the newly formed bone identical to those in the surrounding bone at post 2.5 months. These findings indicate that continuous bone remodeling after the achievement of osseointegration causes replacement of the damaged bone by compact bone as well as an improvement in bone quality. Anat Rec, 2009. © 2008 Wiley‐Liss, Inc.     

钛合金植入体表面抗感染涂层的制备及其体外抑菌性能研究

临床中,内植物引起的相关感染是矫形外科以及创伤外科面临的重要问题。以聚乳酸(PDLLA)为载体,采用溶剂浇铸(solvent-casting)的方法,在钛合金植入物基体表面制备了载万古霉素(VCM)的PDLLA涂层,期望通过缓释万古霉素来抑制细菌感染。体外释药实验表明,涂层具有良好的缓释作用,在磷酸盐缓冲液(PBS)中持续释放VCM20天以上;涂层对引起感染的主要致病菌(金黄色葡萄球菌)具有超过15天的抑制作用。提示该涂层钛合金植入物有望在预防植入材料相关感染方面获得应用。     

用于人体关节植入物的多孔纯钛/钛合金研究

目的研究Ti6Al4V合金基体上经钎焊制得的多孔纯钛／钛合金,并对其各项性能进行表征,探讨其是否适用于人体关节植入物。方法制备钎焊多孔纯钛／钛合金表面多孔层,采用SEM观察其形貌及孔径,采用重量法计算其孔隙率,采用Instron 4057材料试验机进行结合强度测试,并根据国家标准GB／T16886-3完成遗传毒性实验。结果纯钛／钛合金多孔层孔径为100μm以上,孔隙率6％以上;多孔层与基体的结合强度达到27MPa。遗传毒性试验结果为阴性。结论经钎焊可制得纯钛／钛合金球形粉末多孔层,其孔隙率和孔径允许骨细胞长入;多孔层与基体的结合强度能够满足植入要求,并具有较好生物相容性;经钎焊制得的纯钛／钛合金多孔层是一种可用于人体关节植入物的表面结构形式。     

表面粗糙度对种植体钛片表面成骨细胞的影响

目的探讨种植体表面粗糙度对成骨细胞增殖、分化、功能及基因表达的影响。方法种植体钛片分为3组,表面粗糙度(Ra)分别为0.175μm(1组)、1.00μm(2组)及1.689μm(3组)。将人成骨肉瘤细胞系MG63细胞接种于3组材料表面,利用激光共聚焦显微镜观察细胞在各组钛材料表面黏附铺展形态,采用MTY法、碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素活性检测评价成骨细胞在钛片表面黏附、增殖和分化水平,通过RT- PCR检测细胞内Cbfa1mRNA表达。结果Mg63在各组材料表面均生长良好,4h时各组细胞均附着,第2组细胞可见突起,24h时各组细胞均伸展,形态不规则。各组细胞在1、5、10d,第2组ALP及骨钙素(OC)活性均逐渐增高,在15d有所下降,在5、10d,ALP及OC活性显著高于其他两组(P<0.05)。第2组的Cbfal mRNA表达高于其他两组(P<0.01)。结论种植体表面适度粗化能够促进成骨细胞的功能,1.00μm是比较适宜的表面粗糙度。     

3D打印钛金属骨科植入物应用现状

3D打印技术近年来在骨科植入医疗器械领域发展迅速,由于其能够根据患者需求个性化地定制植入物形状,并且精确控制植入物的复杂微观结构,从而实现植入物外形和力学性能与人体自身骨的双重适配。生物医用钛及钛合金作为目前骨科植入物的主要原材料,具有优越的生物相容性,与3D打印技术结合,成为各国科学家以及医疗器械厂家研发的热点,促进3D打印钛金属骨科植入物的商业化。针对3D打印钛金属骨科植入物的特点、钛金属粉末要求、已上市产品情况、临床研究、存在的问题以及标准和审评规范等的现状与发展进行论述和展望。     

硅凝胶乳房植入体的老化研究进展

硅凝胶乳房植入体作为乳房重建和整形常用的植入材料,其生物安全性一直受到社会各界广泛的关注。近几年围绕硅凝胶乳房植入体的术后并发症和健康问题等做了大量的研究。但因为老化引起的各种问题,如随着植入时间的延长发生硅橡胶外壳破裂、硅凝胶渗漏、材料变性以及由此产生的对人体的影响等问题的研究尚不深入。本文在对硅凝胶乳房植入体老化稳定性研究的现状进行综述的基础上,对目前存在的问题和研究前景进行了探讨。目前在硅凝胶乳房植入体老化稳定性评价方面可用的临床数据有限和缺乏设计较好的实验,需要进一步研究以建立合适的评价方法。