组织工程人工骨材料修复长骨节段性缺损的现状与展望
长骨大段骨缺损的治疗进展PPT课件
创伤大、污染严重，骨髓炎、骨缺损发生率高！
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发生原因
1 严重开放性粉碎骨折 2 感染性骨髓炎清除死骨 3 外伤后骨不连反复手术切除硬化骨 4 先天性骨病 5 骨肿瘤大段病骨切除
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大段骨缺损的界定——尚无明确界定，通常 将缺损长度超过长骨直径的1.5倍作为临界值 ，超过此范围即为大段骨缺损
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THANK YOU！
感谢您的关注与指导
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具有三维立体结构， 能提供种子细胞黏附 和增殖分化的空间
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可塑性强，能够素形 成适应骨缺损区的大 小和形状，且具有一 定的机械强度
生物支架为骨缺损部分提供结构支撑，同时也是种子细胞移植 以及引导骨生长的载体
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组织工程骨应用的支架材料主要有：
天然材料：珊瑚、藻酸盐，几丁质、 胶原、天然骨
人工材料：磷酸钙为主的生物陶瓷、 骨水泥和以硫酸钙为主的生物玻璃
——龚志鑫，张英泽，邵新中，等．应用带双皮岛的串式腓骨瓣游离移植修复 前臂尺桡骨及皮肤联合缺损[J]．中华显微外科杂志，2011，1:25－28。
王新卫，李勇军，郭建刚等应用 显 微 外 科 技 术 吻 合 血 管 游 离 腓 骨 移 植 修 复 ６７ 例 胫 骨 慢 性 骨 髓 炎 合 并 长 段 骨 缺 损，修复骨缺损长度８ ～２２ｃｍ，愈合时间4～6个月,平均4.2个月。按Enneking评价系统,肢体术 后功能恢复平均为正常功能的79%。取得了良好的效果 。
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二、Masquelet膜诱导技术
1986年，由法国Masquelet医生首先 提出，利用诱导膜和自体骨移植相结合 的方法成功治愈长为25 cm的大段骨缺损
采用聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA) 植入骨缺损区，诱导形成类似滑膜组织构 成的腔隙，二期取出骨水泥，用自体松质 骨移植填充缺损区
生物医用人工骨修复材料研究现状
生物医用人工骨修复材料研究现状1.研究背景人体骨组织本身有一定的再生和自修复能力，但只限于小面积的骨缺损，并且随着年龄的增长、疾病、其他因素，这种能力会有所衰退。
其中，软骨是一种致密的结缔组织。
关节软骨缺乏血供以及受伤后未分化的细胞难以迁移到受伤部位，所以其自身修复的能力较差。
因此对于创伤、感染、肿瘤以及发育异常的个原因引起较大的骨缺损，单纯依靠骨组织自身的修复自然无法自然自愈，需要进行骨移植手术治疗。
常用人工骨修复材料分为四类，为金属材料、有机高分子材料、无机非金属材料、复合材料[1]。
1.人工骨修复材料分类及特点2.1 金属材料用于人工骨的金属材料主要材料为不锈钢、钛合金、钴基合金，此外还有贵金属、纯金属钽、铌、锆。
金属材料的优点是力学强度高，缺点是可能有毒性、易腐蚀，应力遮挡效应，易造成骨质疏松[2]。
2.2 无机非金属材料无机非金属材料具有与天然骨良好的亲和性，可在人体内稳定存在，适合用作人体硬组织部位的替换材料。
磷酸钙、生物活性玻璃是骨修复研究中常用的无机非金属材料[3]。
磷酸钙有良好的生物降解性、理想的生物相容性和骨传导性。
磷酸钙表面能形成磷灰石层，与骨组织通过化学键稳定结合，进而提高与受损骨间的整合效果。
2.3 有机高分子材料骨组织工程研究中常用的有机高分子材料，根据来源可分为天然高分子与人工合成高分子两类。
其中，天然高分子包括胶原、纤维蛋白、丝素蛋白、甲壳素、透明质酸、海藻酸钠和壳聚糖等；人工合成高分子包括聚羟基乙酸（PGA）、聚乳酸（PLA）、羟基乙酸-乳酸共聚物（PLGA）和聚已内酯[4]。
胶原是天然骨中有机质的主要组成成分，具有良好的生物相容性。
它能为钙盐沉积提供位点，同时还能与调控细胞矿化的蛋白相结合，促进骨基质矿化。
但存在机械强度较低、降解过快等不可调控的缺陷。
2.4 复合材料复合材料是根据材料的优缺点，将两种或以上的不同材料进行复合制得，不仅兼具组分材料的性质，还可以得到单组分材料不具备的新性能。
骨组织工程研究的新进展:修复骨缺损的完美技术
骨组织工程研究的新进展：修复骨缺损的完美技术李凯【摘要】骨组织工程自20世纪80年代诞生以来,取得了飞速的发展,为临床上骨缺损的治疗带来新的希望.纵观骨组织工程研究的二十多年里,其构成的三大要素:种子细胞方面、支架材料方面和组织构建方面都取得了一定的进展.但是距离组织工程骨在临床中正式使用尚有一定距离,有待进一步的研究.本文就目前骨组织工程研究的现状及最新进展作一综述.%Bone tissue engineering has developed rapidly since the 1980s and brought new hope for the treatment of bone defects. Throughout twenty years, the three major elements of bone tissue engineering: seed cells, scaffolds and organizations to build have made great progress. However, there is still certain distance for tissue engineered bone to be used officially in clinic. In this paper, the current status of bone tissue engineering research and the latest developments are reviewed.【期刊名称】《中国医药导报》【年(卷),期】2012(009)018【总页数】3页(P15-17)【关键词】骨组织工程;骨缺损;研究进展【作者】李凯【作者单位】哈尔滨医科大学附属第三医院骨科,黑龙江哈尔滨150081【正文语种】中文【中图分类】R681.2临床上由于各种原因导致的骨缺损很常见，然而修复骨缺损的惟一方法是通过骨移植来实现。
抗菌人工骨支架材料研究进展
国际骨科学杂志 ２０２１年５月 第４２卷 第３期 ＩｎｔＪＯｒｔｈｏｐ，Ｍａｙ２５，２０２１，Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．３·综述·基金项目：广东省自然科学基金（２０１８Ａ０３０３１３６７０）、深圳市南山区科研基金（２０１８００４、２０１８００５）作者单位：５１８０５２， 深圳大学医学部（伍家毅、易伟宏）；５１８０００， 华中科技大学协和深圳医院脊柱外科（李巍明、李夏林）；５１８０５２， 深圳大学附属第六医院脊柱外科（易伟宏、杨大志）通信作者：易伟宏 Ｅ ｍａｉｌ：ｓｚｙｉｗｈ＠１６３．ｃｏｍ抗菌人工骨支架材料研究进展伍家毅 李巍明 李夏林 杨大志 易伟宏摘要 严重开放性骨折、骨科术后感染、急慢性骨髓炎所导致的感染性骨缺损的修复重建已成为临床医生面临的巨大挑战，抗菌人工骨支架材料有望用于治疗感染性骨缺损。
在抗菌骨组织工程中，抗菌成分具有很重要的作用。
应用于抗菌人工骨支架材料的抗菌剂包括抗生素类、无机抗菌剂类及天然抗菌剂类等。
抗生素类人工骨材料由于其良好的抗菌性能及较低的开发成本得到深入研究；无机抗菌剂类人工骨因不易诱导耐药产生而成为研究热点，主要包括金属离子、纳米金属、光催化抗菌剂；天然抗菌剂类人工骨不易产生免疫排斥反应并具备较好的细胞相容性，其中动物源性抗菌剂包括氨基酸类、抗菌多肽、高分子糖，植物源性抗菌剂包括中成药等。
关键词 感染性骨缺损；骨组织工程；骨修复；骨支架材料；抗菌材料犇犗犐：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３ ７０８３．２０２１．０３．００８ 感染情况下的骨缺损修复是临床难题。
感染性骨缺损的形成通常由开放性骨折、骨科手术后感染以及各类急慢性骨髓炎所致，引起骨缺损处感染的因素包括血运缺乏，软组织丢失，骨缺损区、内固定物表面和人工骨替代物表面易介导细菌黏附和生物膜形成等［１］。
感染性骨缺损通常采用全身或局部应用抗生素控制感染，然后植入骨移植物修复骨缺损。
然而，这些治疗方案耗时较长，需要多次手术，且疗效较差。
组织工程骨修复超临界骨缺损研究进展
１ 超 临 界 骨缺 损
１ ． １ 概 念
骨缺 损 是指 各种 原 因导致 的局 限性 骨 质缺 如 ，足够 大 的骨质 缺损 使其 不 能在 自然状 态 下达 到骨 愈合 的 临界 点 即为 临界性 骨 缺损 （ ｃ ｒ ｉ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｉ ｚ ｅ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ，Ｃ Ｓ Ｄ） 。Ｓ ｅ ｈ ｍｉ ｔ ｚ 研究 表 明 长骨 的骨缺 损 有一 个 不 能 自行愈
摘 要 ：大 段 骨 缺 损 的 治 疗 一 直 是 骨 科 领 域 的 研 究 热 点 ， 当 前 组 织 工 程 骨 技 术 是 修 复 大 段 骨 缺 损 的 较 新 方 式 ，而 利 用 膜 引 导 骨 再 生 技 术 ，带 蒂 筋 膜 瓣 包 绕 组 织 工 程 骨 技 术 促 进 了组 织 工 程 骨 的 血 管 化 及 成 骨 的 质 和 量 ，
１ ． ２ 超 临界 骨缺损 不 能 自行修 复 的原 因 ①全身 因素包 括 营养不 良、糖 尿病 、骨 质疏 松及 应用 非 甾体抗 炎 药 。②局 部 因 素包 括 局 部感 染 因素 、 血 供 障碍 、骨 缺损 处软 组织 嵌 入 以及 高 能量 损伤 致大 块死 骨 等 。影 响 骨缺 损愈 合 的根本 因素 在于 骨折局 部 的血液 供应 及 骨折 断端 骨痂 的 及时 生成 ，其 中外 骨痂 的生 成具 有重 要 意义 。有 学者 通过 实验证 实 骨折愈 合 过 程 中 ，成 骨 细胞 的生 长慢 于纤 维结 缔 组织 细胞 的生 长 ，从 而影 响外 骨痂 的生 成 。而局 部血运 障 碍也是 导 致 骨折 不愈 合 的重要 原 因 。但 如骨痂 生成 不 良，后期 虽然 血运 恢 复 ，但 骨折 愈 合过程 已被软组 织 干扰 ，骨 缺损 仍难 以修复 。所 以 ，怎样 促 进并 保证 骨折 愈合 初期 外 骨痂 的充 分形 成是 修 复骨缺 损 的重 中之重 Ｌ ４ ］ 。超 临 界骨 缺损 在缺 损形 成 之初 可能 就 已被 软组织 占据 ，两骨 折断 端被 软组 织 隔离 ，非成 骨 的纤维 结缔 组织 及 软组 织 的嵌 入 ，阻止 成 骨细胞 的增殖 ，产 生竞 争性 抑 制 ，进而 导致 骨缺 损两 断端 不 能接触 ，甚 至造 成断 端 硬化 ，骨缺 损不 能修 复 。
生体复合材料在人工关节方面的应用与发展前景
生体复合材料在人工关节方面的应用与发展前景摘要随着生物医学工程和材料科学工程的发展，生体材料在治疗人工关节方面得以广泛使用。
但人们对关节治疗效果的要求不断提高，单一的生体材料并不能满足人们的需求。
生体材料开始趋向于复合化、智能化和功能化。
本文综述了生体复合材料在人工关节应用、研究进展和发展前景。
关键词：1．前言生物医学材料是用于人体组织和器官诊断、修复或增进其功能的高技术材料，其作用是药物不能够取代的。
骨科生物医学材料是指能够安全的植入人体，并可以治疗人体骨骼疾病、替换损伤或坏死的骨组织、恢复骨骼的正常生理功能的一种生物材料。
单一材料的人工关节一定程度上解决了假体与骨组织之间的界面结合问题,但并未从根本上解决金属材料与骨组织间弹性模量不匹配问题。
解决这一问题的根本出路在于研制弹性模量更近似骨的、力学和生物相容性更理想的假体材料,鉴于骨骼本身就是一种由胶原纤维被羟基磷灰石矿化的复合材料,故各种以HA为基的复合材料及树脂基复合材料的研究逐渐升温。
以HA为基,增强体通常为金属、陶瓷、高分子聚合物、生物玻璃以及碳质材料等。
其形态有颗粒、短纤维或长纤维状等。
另外,高分子基复合材料可通过人为设计达到低模量、高强度,是一类具有一定发展潜力的生物复合材料。
2.人工关节材料的要求人工关节作为一种植入器官,对其制作的材料必须满足①生物相容性好。
所谓生物相容性是指生物材料和人体组织接触后,在材料-组织界面发生一系列相互作用后最终被人体组织所接受的性能且材料对人体的正常生理功能无不良影响、无毒、无排异反应等②生物力学相容性好。
生物力学相容性是指植入材料和所处部位的生物组织弹性形变特性相匹配的性质,表征在负荷情况下,材料与其接触的组织所发生的形变是否彼此协调。
因人工关节在体内所承受的应力,通过人工关节材料-组织界面进行传递,如果两者在应力作用下发生弹性变形不匹配,则将使人工关节松动而导致植入失败。
为此,人工关节材料与骨骼的弹性模量、热膨胀性能及其强度应尽量一致。
生物医学工程在人工骨制造中的应用
生物医学工程在人工骨制造中的应用随着人口老龄化问题的逐渐加剧，骨科疾病也越来越常见。
同时，交通事故、意外摔伤等意外事件也常常会导致骨折或骨缺损等问题。
传统的治疗方法主要是依靠骨移植或者使用人造骨代替损伤部位。
而随着生物医学工程技术的快速发展，人工骨在骨科治疗中的应用也越来越广泛。
一、人工骨的制造材料目前在制造人工骨时，一般会选择使用特定形状的生物可降解材料作为载体。
这种生物可降解材料因其化学性质稳定，能够保证人造骨在体内的稳定性。
在不同的材料中，聚乳酸、聚乳酸-羟基磷灰石复合材料等常常作为主要的制造材料。
这些材料的生物可降解性能使其能够在体内逐渐被代谢吸收，达到理想的人工骨重建效果。
二、人工骨的制造方法目前，制造人工骨的方法已经非常成熟。
主要有以下几种：1、溶液浸渍方法：将脂肪内生长因子和肌肉蛋白原浸泡入有机酸溶液中，再将生物可降解材料放入其中浸泡，最后进行自由干燥处理，得到具有良好生物活性的人工骨。
2、自组装技术：通过调节材料表面的特定性质，可以实现材料自身自组装的过程，从而成为一种非常有效的制造人工骨的方法。
3、黏附积聚法：运用此方法，可以将组织工程化学细胞放置到经过酸洗和加热干燥处理的材料表面上，从而构建出一种高强度、高生物活性的人工骨。
三、人工骨在骨科治疗中的应用人工骨作为一种新型的骨科治疗方法，其临床应用范围非常广泛，已经被用于骨折和骨缺损等方面的治疗。
1、骨折治疗在治疗骨折时，人工骨可以作为一种治疗措施展现出其独特的优势。
采用此种治疗方法，即可以大大缩短病人的治疗时间，也能减少感染等各种并发症的发生率。
2、骨缺损治疗在骨缺损治疗方面，人工骨也具有不可代替的地位。
使用人工骨来代替损伤部位，不仅可以大大提高骨缺损治愈率，也可以避免手术中的手术风险和手术时间的延迟。
四、人工骨的研究进展虽然人工骨的应用范围非常广泛，但是其研究仍然在不断发展中。
未来的研究方向可以包括人工骨的力学性状、医学应用策略等方面的探索。
磷酸钙骨水泥复合辛伐他汀修复大段骨缺损实验研究
磷酸钙骨水泥复合辛伐他汀修复大段骨缺损实验研究李立平;杨海波;孙剑虹;李元;李永刚;李强;李振江;李辉【摘要】目的探讨磷酸钙骨水泥复合辛伐他汀修复大段骨缺损的可行性,为临床解决骨缺损修复难题提供理论依据.方法取新西兰大白兔24只,手术去除双侧桡骨中段15 mm骨质,制备骨缺损模型,将其随机分为对照组和实验组,每组各12只.对照组在双侧骨缺损区单纯植入磷酸钙骨水泥,实验组在双侧骨缺损区植入磷酸钙骨水泥和辛伐他汀复合物.分别在4、8、12周每组随机处死4只,取标本行肉眼观察、X线检查、骨密度测定,并制作病理切片,行新生骨量分析、组织形态学及免疫组化观察.结果肉眼观察及X线检查:实验组4、8、12周骨痂生长及骨质连续情况均优于对照组;骨密度:实验组4、8、12周骨密度均高于对照组,差异均有统计学意义(P ＜0.05或P＜0.01);组织形态学观察:实验组成骨质量及速度优于对照组;新生骨定量分析:实验组4、8、12周新生骨面积百分比均高于对照组,差异均有高度统计学意义(P＜ 0.01);免疫组化观察:实验组骨缺损区骨形态发生蛋白-2(BMP-2)广泛出现在未成熟骨细胞及成骨细胞胞浆中,可见棕黄色阳性染色,4周时最为明显,对照组阳性染色区域要弱于同期对照组.结论辛伐他汀具有成骨作用,局部植入磷酸钙骨水泥及辛伐他汀复合物可促进大段骨缺损区的修复.【期刊名称】《中国医药导报》【年(卷),期】2015(012)013【总页数】5页(P23-26,封3)【关键词】辛伐他汀;磷酸钙骨水泥;骨缺损;骨形态发生蛋白-2【作者】李立平;杨海波;孙剑虹;李元;李永刚;李强;李振江;李辉【作者单位】首都医科大学附属复兴医院骨科,北京 100038;首都医科大学附属复兴医院骨科,北京 100038;首都医科大学附属复兴医院骨科,北京 100038;首都医科大学附属复兴医院骨科,北京 100038;首都医科大学附属复兴医院骨科,北京100038;首都医科大学附属复兴医院骨科,北京 100038;首都医科大学附属复兴医院骨科,北京 100038;首都医科大学附属复兴医院骨科,北京 100038【正文语种】中文【中图分类】R683.41在骨科，严重创伤、骨肿瘤、感染等所致的骨缺损比较常见，严重影响患者肢体功能。
组织工程关节软骨研究进展
・综 述・组织工程关节软骨研究进展余方圆综述 卢世璧 袁 玫审校中图分类号 R687 文献标识码 A 文章编号 1005-8478(2004)10-0785-03作者单位:解放军总医院骨科研究所,北京 100853作者简介:余方圆(19732),男,河南省睢县人,博士在读,主治医师。
研究方向:软骨组织工程。
电话:(010)66937902 E 2mail :yu fy1@ 软骨损伤是骨科较为常见的疾患。
创伤、骨软骨炎、骨性关节炎、髌骨软化等均可引起软骨损伤。
研究表明1～3,成年关节软骨修复能力非常有限,直径<3mm 可部分或全部修复,直径>4mm 不能自行修复。
1 软骨缺损的常用修复手段1.1 软骨下穿透术软骨下钻孔,微骨折,短期内能恢复破坏的关节缺损面,修复的机制是软骨下骨钻通后,骨髓内的干细胞进入缺损区,以纤维组织或纤维软骨组织修复软骨面。
虽然有研究认为其短期效果与自体软骨细胞移植相似,但修复组织的质量明显较差4。
1.2 自体软骨移植用带有活力的正常透明软骨修复软骨缺损,能保持软骨生物化学和生物机械特性。
但移植物与正常软骨之间的界面愈合是纤维连接愈合甚至不愈合5,最大缺点是自体可供软骨非常有限。
1.3 异体软骨移植虽然软骨组织的免疫源性相对较低,因为软骨细胞被相对抗原性较低的基质包埋,但仍无法完全排除免疫排斥反应,移植物易于感染、退变。
且异体软骨最好在从供体取出后24h 内应用,供体有限,且可操作时间短。
1.4 骨膜和软骨膜移植术能引导移植物生长成软骨样组织,但仍然存在供体有限的问题,且修复组织不能耐受压力,远期出现退化,且有软骨内骨化之虞。
2 软骨组织工程2.1 组织工程的概念1987年,美国国家科学基金会(NSF )在加利福尼亚的Lake T ahoe 举行的专家讨论会上,首次提出了“组织工程”的概念,并明确其定义为6:组织工程就是运用工程学和生命科学的原则和方法,研究哺乳类动物正常和病理组织的结构与功能的相互关系,并发展可恢复、保留或改善组织功能的生物替代品。
生物材料在骨修复中的性能评估
生物材料在骨修复中的性能评估在医学领域，骨修复一直是一个重要的研究课题。
当骨骼因创伤、疾病或先天性缺陷而受损时，生物材料的应用为骨修复带来了新的希望。
然而，要确保这些生物材料能够有效地促进骨修复，对其性能进行准确评估至关重要。
骨修复是一个复杂的生理过程，涉及细胞的迁移、增殖、分化以及新骨组织的形成和重塑。
理想的骨修复生物材料应具备多种性能，以支持和促进这一过程。
首先，生物相容性是关键。
材料不应引起宿主的免疫排斥反应或炎症，能够与周围组织和平共处。
其次，良好的骨传导性能够为骨细胞的生长和迁移提供支架和通道，引导新骨在材料内部和表面生长。
再者，骨诱导性也是重要的性能之一，即材料能够刺激骨前体细胞分化为成骨细胞，主动促进骨组织的形成。
此外，适当的力学性能是必需的，以承受生理负荷并保持骨结构的稳定性。
在评估生物材料的生物相容性时，通常会进行细胞毒性测试。
将材料与细胞共同培养，观察细胞的形态、增殖和存活率。
如果细胞能够正常生长和分裂，且没有出现形态异常或凋亡迹象，说明材料具有较好的生物相容性。
体内实验也是评估生物相容性的重要手段，将材料植入动物体内，观察局部组织的反应，包括炎症细胞的浸润、纤维包膜的形成等。
骨传导性的评估可以通过体外细胞培养和体内动物实验相结合的方法。
在体外，将骨细胞接种在材料表面，观察细胞的黏附、铺展和迁移情况。
体内实验中，通过组织学分析观察新骨在材料内部和周围的生长情况，评估材料对骨生长的引导作用。
骨诱导性的评估相对较为复杂。
一些生物材料本身含有能够诱导骨生成的成分，如骨形态发生蛋白（BMP）。
可以通过检测相关基因和蛋白的表达来评估材料的骨诱导能力。
例如，检测成骨相关基因（如Runx2、Osterix 等）的转录水平，以及成骨细胞分泌的胶原蛋白、碱性磷酸酶等蛋白的表达量。
力学性能的评估则需要借助材料力学测试方法。
测量材料的抗压强度、弹性模量、抗弯强度等参数，并与天然骨组织的力学性能进行对比。
BCPHAFGrhBMP2复合人工骨修复骨缺损的实验研究
・２６６・现代医学（ＭｏｄｅｍＭｅｄｉｃａｌＪｏｕｒｎａｌ），２００７年８月，第３５卷第４期２４．０）ＮｉｎＢＣＰ／ＢＭＰ‘２ｇｒｏｕｐａｎｄ（２５６４－８．４）ＮｉｎＢｃＰ／ＨＡＦＧｇｒｏｕｐａｔｔｈｅｌ２ｗｅｅｋｓａｆｔｅｒｏｐｅｒａｔｉｏｎ．ＡｌｌｍｓｕｉｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈｅＢＣＰ／ＨＡＦＧ．ｒｈＢＭＰ－２ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｂｏＢｅｐｏｓｓｅｓｓｅｓｓｔｒｏｎｇｅｒａｎｄｌｏｎｇｅｒｏｓｔｅｏｉｎｄｕｃｆｉｖｅａｅｔｉｖｉｔｙｔｌｌａｒｔＢＣＰ／ｒｈＢＭＰ一２ａｎｄＢＣＰ／ＨＡＦＧａｒｔｉｆｉｃａｌｂｏｎｅｓｉｎｅａｃｈｔｉｍｅｐｏｉｎｔＣｏｎｃｌｕｓｉｏｎＴｈｅＢＣＰ／ＨＡＦＧ．ｒｈＢＭＰ－２ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｂｏＲｅｉｓａｂｌｅｔＯｐｒｏｍｏｔｅｅａｒｌｙｒｅｐａｉｒｏｆｌｏｎｇｂｏｎｅｄｅｆｅｅｔａｎｄｉＳａｎｉｄｅａｌａｒｔｉｆｉｃｉａｌｂｏｎｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｏｎｅａｎｄｂｏｔｉｅｓ；ｂｏｎｅｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ；ｂｉｏｍｅｃｈａｎｉｃｓｆＭｏｄｅｒｎＭｅｄｉｃａｌＪｏＩｍⅡｊ．２００７。
３５：２６５・２７０）为寻找理想的人工骨组织材料，本实验将多孔双相钙磷陶瓷（ＢＣＰ）同重组骨形态发生蛋白－２（ｒｈＢＭＰ－２）／透明质酸钠（ＨＡ）和纤维蛋白复合凝胶（ＨＡＦＧ）缓释体系结合，制成ＢＣＰ／ＨＡＦＧ．ｒｈＢＭＰ－２人工骨材料，进行修复长骨大段骨缺损的实验。
１材料与方法１．１人工骨材料的制备（１）ＢＣＰ由东南大学材料科学与工程学院生物材料研究组研制提供。
该ＢＣＰ材料呈白色多孔状结构，孔道彼此连通，孔径约为３００肛ｍ，孔赘春夏ＨＡＦＧ）缓释体系结合，制成ＢＣＰ／ＨＡＦＧ．ｒｈＢＭＰ－２人工骨材料，进行修复长骨大段骨缺损的实验。
１材料与方法１．１人工骨材料的制备（１）ＢＣＰ由东南大学材料科学与工程学院生物材料研究组研制提供。
该ＢＣＰ材料呈白色多孔状结构，孔道彼此连通，孔径约为３００肛ｍ，孔隙率为８０％。
生物医学材料在骨组织工程中的应用
生物医学材料在骨组织工程中的应用随着人们对健康的关注程度不断提高，医疗技术也在不断进步。
其中，生物医学材料在骨组织工程方面的应用备受关注。
下面我们就来了解一下生物医学材料在骨组织工程中的应用。
一、生物医学材料的种类生物医学材料是指能够与生物系统相互作用并发挥特定生理功能的材料。
根据其材料组成和形态结构，生物医学材料可以分为金属、陶瓷和聚合物等多种类型。
其中，金属材料具有优异的刚度和强度，但容易引起生物不适反应；陶瓷材料具有优异的生物相容性，但脆性大且难以加工；聚合物材料具有生物相容性、可塑性好等特点，但承载能力差。
因此，在骨组织工程中，钛合金、氧化锆等金属和陶瓷复合材料，以及聚己内酯、聚乳酸酯等聚合物材料被广泛应用。
二、生物医学材料在骨组织工程中的应用1、用于人工关节置换人工关节置换是一种常见的治疗方法，其中，人工髋关节置换是近年来发展较快的治疗方式之一。
在这种情况下，生物医学材料的物理和化学性质对其耐久性、相容性等起到很大的作用。
目前，钛合金、高分子材料、陶瓷材料等广泛用于人工关节置换。
这些材料具有生物相容性好、强度高、质量轻等优点，可以避免使用其他材料引起的骨折和其他副作用。
2、用于骨折修复生物医学材料在骨折修复中的应用主要是通过提供支撑和稳定的作用，促进骨折愈合和修复。
常用的生物医学材料有锁定木柄、骨水泥、人工骨替代材料等。
这些材料可以有效填补骨折部位空洞，支撑骨盘，有力地促进骨折愈合与修复。
3、用于骨缺损修复骨缺损是骨折后遗症之一，造成患者活动受限、疼痛等症状。
生物医学材料通过向患者提供外部支撑或内部植入，可以有效的缓解症状。
举例而言，生物活性玻璃、钙磷复合材料具有良好的生物相容性和促进骨再生的能力，可以用于骨缺损修复中。
三、生物医学材料在骨组织工程中的挑战虽然生物医学材料在骨组织工程中有着广泛的应用，但其在实践中也会遇到一些困难。
性能稳定性、生物相容性、力学性能和细胞识别等问题，都是需要考虑的因素。
【综述】四肢骨缺损治疗的研究进展
【综述】四肢骨缺损治疗的研究进展骨缺损是由创伤、感染、肿瘤及先天疾病等多种原因造成的复杂病理学变化，缺损的部位、周围软组织情况及患者的全身状况都会对疾病进展及治疗结果产生重要影响。
骨缺损的治疗一直是骨科医生面临的严峻挑战，治疗周期长且尚无统一的治疗金标准，使得患者在就医过程中承受着巨大的身体及心理痛苦。
临床上可供选择的手术方案主要包括骨移植技术、Ilizarov技术、Masquelet技术、Cylindrical mesh技术、单边外固定支架和六轴外固定支架技术等。
随着组织工程学及材料学的革新发展，多种骨替代材料也逐渐在基础研究及临床骨缺损治疗中发挥着重要作用，再辅以3D打印技术及显微外科技术，新的治疗方法及技术正逐渐改变着骨缺损的治疗理念。
本文将系统地介绍骨缺损治疗相关技术的研究进展，从技术发展、手术实施、基础研究及临床应用等多方面进行综述，旨在为骨科医生的治疗选择提供参考与帮助。
骨移植技术与骨替代材料骨移植技术是指将骨或骨替代材料填充于骨缺损区，以重建骨干的完整性并实现局部的力学稳定。
移植骨的来源包括自体骨、同种异体骨或异种骨。
自体骨因成骨性、骨诱导性及骨传导性都接近缺损区原始骨，同时不会发生免疫排斥反应及传播疾病，自体骨移植曾被认为是治疗骨缺损的“金标准”。
Taylor等在1975年首次报道了使用带血管蒂的自体腓骨移植成功治疗超过6 cm的骨缺损。
之后更多的研究报道也证实了该技术治疗大段骨缺损的有效性。
当患者骨缺损范围较大(长度>4cm)或者为了避免取自体骨对患者造成二重伤害时，可以选择进行异体骨移植，其优势在于数量充足且可塑性强，但有发生免疫排斥反应的风险。
Bishop和Pelzer曾报道用同种异体骨移植治疗大段骨缺损，由于术后出现免疫排斥反应，患者长期接受免疫抑制疗法治疗。
对于感染性骨不连遗留的骨缺损，Papineau植骨(开放性植骨)也是可供选择的治疗方案，即感染区彻底病灶清除后伤口敞开1～3周，再行自体或异体松质骨移植，最后进行皮瓣移植修复。
骨缺损修复材料可降解速固化骨水泥结构特征及力学性能
（如 够强度， 不放热， 能被骨替代， 又能有效负载所需骨诱导因子 的标准 [# \ 。 >?H、 C]AE" 等） =>? 中含有 >?H 等骨诱导活性蛋白，它可诱导间充质细胞 迁移、 增殖、 增生， 逐渐形成软骨组织， 骨组织。已成功用于临床治 由几种 疗骨不连、 骨缺损等病症。’H’ 是一种新型的骨修复材料， 磷酸钙盐粉末组成，能在人体环境和温度下自行固化并准确塑 型， 并最终转化为羟基磷灰石 @ (9D0.U91R17)7+8 ^B M [% \ 。 将 ’H’ 作为 粘接赋形剂，利用 =>? 的骨诱导性和可被爬行替代性的机械性 能，将两者按一定比例均匀复合，制成复合生物性修复材料用于 但在实验研究中 骨缺损的修复， 是骨缺损修复的一条可行途径 [$ \ 。 其力学强度较单纯 ’H’ 我们发现， 加入 ’H’ 凝固剂的 =’ 骨水泥， 骨水泥明显下降， 材料的抗压及抗拉伸生物力学性能逐渐降低； 扫 除 =>? 骨 描电镜观察发现， =’ 骨水泥中 =>? 骨粒间相互连通， 粒相互连通形成可供新骨爬行替代长入的潜在孔道外， 由于 =>? 骨粒的不规则性及 =>? 骨粒间相互接触的不规则性，在 =>? 骨 粒之间填充的 ’H’ 骨水泥并不完全紧密相贴，较多区域有 O"" _ 由于间隙较大， Y"" #F 的不规则空隙存在， =>? 骨粒与 ’H’ 骨水 泥间的粘接逐渐减少， 客观上影响了 =’ 骨水泥的强度。 已广泛应用于普 $ Z 氰基丙烯酸正丁酯是一种软组织粘合剂， 外、 脑神经、 胸外、 肛肠、 泌尿、 计划生育、 耳、 鼻、 眼、 口腔、 烧烫伤等 外科手术中， 取得了显著的临床效果， 其在组织液、 血液等带阴离 子物质存在下迅速固化， 经实验发现具有良好的生物学特性： 对机 体无毒， 对组织无刺激， 有一定的抑菌作用， 对组织粘接力强， 封闭 性能好， 性能符合医用要求。本研究将该粘合剂与脱钙骨基质、 磷 酸钙骨水泥均匀混合后制成的 =’< 骨水泥，具有极好的赋形性， 其力 成形前可任意塑形， 填入骨缺损处， 在 & _ # , 便可牢固粘合， 学强度较单纯 ’H’ 骨水泥明显大幅上升，达到 @ &O; O! ‘ !; %$ M 虽与单纯 H??B 骨水泥的抗压极限强度 @ QY; !" ‘ !; &% M ?H1 ?H1， 尚有差距，但已完全满足长骨干骺端及松质骨骨缺损修复应达到 所能承受的压力载荷的生物力学需要； 扫描电镜观察发现， 由于氰
骨科疾病的生物材料和组织工程研究
生物材料与组织工程技术的不断发展，为骨科疾病的个性化、精准化治疗提供了可 能。
研究目的与意义
01
探究生物材料在骨科疾病治疗中的应用效果及安全性，为临床应用提 供依据。
02
研究组织工程技术在骨科领域的应用潜力，推动其在临床转化和产业 化发展。
评价方法
采用影像学、组织学、生物化学等多种手段对动物模型进行评价，包括观察植 入物与周围组织的整合情况、检测相关生化指标的变化等。
数据分析方法
数据收集
详细记录实验过程中的各项数据，包括细胞增殖、分化、凋亡等细胞行为数据，以及生化反应、动物 模型评价等相关数据。
数据分析
采用统计学方法对收集到的数据进行处理和分析，比较不同实验组之间的差异，探究生物材料或组织 工程制品对骨科疾病的影响及其机制。同时，结合生物信息学等手段对实验数据进行深入挖掘和分析 ，为骨科疾病的生物材料和组织工程研究提供更多有价值的信息。
软骨修复
采用生物材料制备软骨组织工程支架，接种软骨细胞或间 充质干细胞，通过体外培养构建组织工程化软骨，用于关 节软骨缺损的修复。
脊柱融合
利用可吸收生物材料制备脊柱融合器，负载成骨细胞或骨 形态发生蛋白等生物活性因子，促进脊柱融合过程中的骨 再生和融合。
05 实验研究方法与技术手段
体外实验设计思路及实施过程
可加工性
选择易于加工成型的材料，以降低制造成本 和提高生产效率。
03 组织工程技术在骨科疾病 中应用
种子பைடு நூலகம்胞选择与培养技术
01
02
03
种子细胞来源
包括自体、异体和干细胞 等，各有优缺点，需根据 具体需求选择。
rhBMP-2／CPC人工骨修复长骨大段骨缺损的实验研究
rhBMP-2／CPC人工骨修复长骨大段骨缺损的实验研究修复长骨大段骨缺损一直是骨科领域中亟待解决的难题。
为了寻找修复长骨大段骨缺损的较理想骨替代材料，本实验将具有益好生物学性能和骨传导作用的同具有骨诱导能力的碳酸钙磷灰石(CPC)与结重组人骨形态发生蛋白-2 rhBMP-2)结合在一起，制成材料rhBMP-2／CPC人工骨，并进行了修复长骨大段骨缺损的实验，以期将其尽快应用于临床。
1 材料与方法1.1 rhBMP-2／CPC人工骨的制备CPC由固相粉末与液相固化液组成。
固相主要由磷酸四钙(TTCP)、磷酸氢钙(DCPD)、磷酸二氢钙(MCPA)、β-磷酸三钙(B-TCP)、少量羟基磷灰石(HA)和氟化钙(CaF2)组成,固相成分均为自行制备的高纯度超细粉末,其中HA颗粒直径小于50nm。
固化液由磷酸与磷酸氢钠溶液配制而成PH值为7.4。
将CPC粉末与含有rhBMP-2的固化液按固液比mp/vl=4g：1ml在玛瑙研钵中充分调和成糊状,制成直径15mm*4mm*4mm的长方体片,每片含rhBMP-2 600ug。
1.2 rhBMP-2／CPC人工骨修复长骨大段骨缺损试验1.2.1 实验动物及手术过程取健康新西兰兔30只，雌雄不限，体重2.0～2.2kg 。
2％异戊巴比妥钠麻醉，双侧前肢剃毛、消毒，取外侧切口切开皮肤及皮下组织，显露桡骨干中段，用单片小锯锯下l5mm连带骨膜骨段，造成桡骨干15mm缺损，用生理盐水反复冲洗创腔清除骨屑。
左侧植入rhBMP-2／CPC人工骨，右侧植入已消毒的同样规格CPC人工骨，其中2例缺损处不植入任何材料，逐层缝合伤口，术后伤口不盖敷料，肢体不作外固定。
1.2.2 观察指标（1）大体观察：术后观察动物的饮食、活动及伤口反应等。
(2)新骨形成面积定量分析：分别于术后2、4、8和12周时，随机从实验侧和对照侧标本中各取组织学切片l2张，通过Leitz ASM68K计算机图像分析仪测量材料内的新骨形成面积，并按一定方法计算出材料内部新骨面积的相对百分比，作统计学分析(t检验)，以观察植入材料的成骨情况。
仿生人工骨修复材料研究
仿生人工骨修复材料研究一、概览随着科技的不断发展，人类对于生物医学领域的需求和认识也日益加深。
在这个过程中，人工骨替代材料的研究逐渐成为了生物医学工程领域的一大热点。
随着生物医学材料和纳米技术的结合，一种名为仿生人工骨的修复材料逐渐受到了广泛关注。
仿生人工骨，是指在制备过程中模仿自然界生物材料的结构和性能的一种新型材料。
与传统的人工骨材料相比，仿生人工骨具有更好的生物相容性、力学性能和生物活性等特点。
越来越多的研究表明，仿生人工骨在骨科、牙科和面部手术整形外科等领域中具有广泛的应用前景与巨大的市场价值。
1. 人工骨修复材料的必要性随着现代医学技术和材料科学的飞速发展，人们对生物医学材料和植入人体产品的要求也越来越高。
尤其是针对骨损伤疾病的治疗，传统的手术治疗需要截肢或大量刮骨等措施，给患者带来巨大的身心创伤。
在生物医学材料领域，研发一种可以替代、促进骨组织再生的仿生人工骨修复材料显得尤为重要。
人工骨修复材料作为生物医学材料的一种，旨在模拟自然骨的结构和功能，为人体骨缺损或骨折提供支撑和修复。
与传统的金属材料相比，仿生人工骨具有更好的生物相容性和力学性能，可以促进骨组织的生长和重建，减少排异反应和并发症的发生率。
其低毒性、无毒性等优点使得其在植入人体时更安全可靠。
在面临老龄化社会和交通事故等频繁发生的背景下，骨科疾病的发病率逐年上升，这将导致对人工骨修复材料的需求急剧增长。
研发出高效、安全、具备广泛应用前景的仿生人工骨修复材料成为当今材料科学、生物医学等领域的重要课题。
从而为临床治疗骨损伤疾病提供一种创新且有效的治疗手段，具有非常重要的现实意义。
2. 生物医用材料的研究背景及应用领域随着科技的飞速发展，人类对于生命健康的需求逐渐提高，对生物医用材料的研究和应用也变得越来越重要。
生物医用材料是指用于医疗、康复和预防疾病的材料，包括金属材料、陶瓷材料、高分子材料和生物活性材料等。
在临床治疗中，生物医用材料可广泛应用于骨科、牙科、面部手术整形外科、心血管科、皮肤科和创伤康复科等各个领域。
自体骨移植与人工骨移植材料修补颅骨缺损后的并发症
自体骨移植与人工骨移植材料修补颅骨缺损后的并发症李建平;杨琳;秦毅;蒋振东;卢巍【摘要】背景:国内对颅骨修补的最佳时机及不同颅骨移植材料引起的并发症少有报道.目的:比较自体与人工骨移植材料对颅骨修补并发症的影响.方法:纳入接受颅骨缺损重建治疗的患者62例,其中男40例,女20例,年龄(48.4±10.3)岁,根据骨移植材料不同分为自体骨移植组(n=12)、生物活性FRC组(采用生物活性玻璃纤维增强复合材料修复,n=12)、羟基磷灰石组(n=20)和其他材料组(包括聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯及钛材料,n=18).颅骨修补后1,6,12个月对患者进行随访,比较各组术后并发症的发生率.结果与结论:①4组组内,开颅手术到修补手术时间间隔<3个月与>3个月的并发症发生率比较均无差异.4组间,开颅手术到修补手术时间间隔<3个月的并发症发生率比较无差异;自体骨移植组开颅手术到修补手术时间间隔>3个月的并发症发生率高于生物活性FRC组,其余组间两两比较无差异;②4组间颅骨修补后1,6个月正常愈合、次要并发症(术后需保守治疗)和主要并发症(需二次手术修复),以及12个月正常愈合和次要并发症发生率无差异;颅骨修补后12个月的主要并发症,自体移植组、其他材料组高于生物活性FRC组(P<0.05),其余组间两两比较无差异;③结果表明,生物活性玻璃纤维增强复合材料修补颅骨缺损后的远期并发症发生率低,有更好的应用前景.【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2018(022)030【总页数】6页(P4794-4799)【关键词】移植;颅骨修补术;自体骨移植;生物活性FRC;羟基磷灰石;国家自然科学基金;生物材料【作者】李建平;杨琳;秦毅;蒋振东;卢巍【作者单位】遵义医学院珠海校区解剖学教研室,广东省珠海市 519041;遵义医学院珠海校区解剖学教研室,广东省珠海市 519041;珠海市人民医院脊柱骨科病区,广东省珠海市 519000;遵义医学院珠海校区解剖学教研室,广东省珠海市 519041;遵义医学院珠海校区解剖学教研室,广东省珠海市 519041【正文语种】中文【中图分类】R318文章快速阅读：文题释义：生物活性玻璃纤维增强复合材料：是一种多孔骨结合能力的生物材料，在动物模型中已证明其具有良好的生物相容性，能有效降低颅骨修补术中的并发症。