优选骨科创伤修复材料的种类特点及其研究应用
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
骨质
2020/9/14
2
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
骨创伤指骨头因外力而受到伤害。 骨折、脱位、骨缺损等均属于骨创伤。 随着材料的发展，骨创伤的修复材料也逐渐进步：
2020/9/14
3
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
天然骨材料：
自体骨
即伤者自身的骨头，易被患者接受，但会造成患者 的二次损伤和痛苦。
2020/9/14
11
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
基因疗法BMP载体材料
注射型纤维蛋白胶(FG)，磷酸钙骨水(CPC)，重组 合异种骨(RBX)在ACL重建术中促进腱-骨愈合的效 果
实验主题之一： 兔骨髓基质干细胞在复合骨形态发生蛋白三种载体材料上 增殖和分化的对比对比研究
实验方法： 不同复合材料对BMSC增殖的影响 不同复合材料对BMSC碱性磷酸酶（ALP）活性的影响 不同复合材料对BMSC的I型胶原表达的影响(RT-PCR)
异体骨
取材方便，但存在免疫排斥和疾病传播等生物安全 性隐患。
天然骨衍生支架
珊瑚骨 乌贼骨 脱蛋白骨
……
2020/9/14
4
Fra Baidu bibliotek
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
医用金属材料：
金属材料有较高的强度和韧性，耐腐蚀性、耐磨性、可锻性和再现性 好，浇铸成型不降低强度；
但金属材料生物相容性差，而且物理性能方面与人骨有较大差别，没有 很好的兼容性。
2020/9/14
5
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
医用生物陶瓷：
生物惰性陶瓷 氧化铝、氧化锆是常见的两个种类。 在其周围会形成不同厚度的纤维组织
包被，不利于骨的生长。 生物活性陶瓷
主要指磷灰石（AP），目前包括羟 基磷灰石（HA）和磷酸三钙（TCP）等 。HA应用最为广泛，具有生物活性、骨 引导作用，但单纯的HA强度低、脆性大 ，韧性差。
2020/9/14
10
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
目前国内开发的纳米磷灰石与胶原复合材料开始进入临床试用阶 段。 主要存在的问题是：
磷灰石与胶原的复合材料成型困难、热稳定性差，力学强度比 人体自然骨低，一般用于对不承力骨部位的修复 胶原主要来源于动物组织，使用前不易对动物胶原组织的疾病 ，病毒等进行检测，从而导致疾病传播和免疫排斥反映等问题。
2020/9/14
6
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
医用高分子材料：
聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）骨水泥可用于骨填充，聚 乙醇酸（PGA）作为可吸收螺钉用于骨固定,可降解的聚乳酸 （PLA）用于骨针、骨板等骨外科部件。
高聚物曾被广泛应用于骨修复，但由于其降解速率不易
控制，难与骨生长速度达到一致；且高聚物因老化，生物降 解作用等影响，某些力学性质容易丧失，其产物可能具有一 定毒性，对人体不够安全。
2020/9/14
7
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
医用复合材料：
高分子材料之间的复合 高分子材料与无机材料之间的复合 材料与生物活性物质之间的复合 纳米材料的复合
综合生物相容性、人体适应性、力学相容性等因素，使得 材料在性能上相互取长补短，提高骨修复材料的整体性能 。医 用复合材料具有良好的应用前景。
基因疗法有着良好的发展前景，寻找到良好的载体将BMP蛋白基因载入
到骨髓间充质干细胞，必将推动基因疗法在骨创伤修复领域的发展。
2020/9/14
13
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
市场上的骨修复材料种类繁多，大致可以分为：天然骨材 料，医用金属材料，医用生物陶瓷材料，医用高分子材料，医 用复合材料。
2020/9/14
8
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
天然骨衍生支架材料
天然珊瑚
Fulin Chen等用孔隙率36％、孔 径150～220btm的天然珊瑚复合 兔骨髓间充质干细胞在骨成形诱 导蛋白(rhBMP2)诱导下作为修复 骨缺损模板，2个月后有新骨生成， 并且保持了植入物的最初形状。
对于各种不同的骨损伤、缺损，在临床中植人物都需要制成一定 的形状，所以骨衍生支架材料的快速成型已经成为骨组织工程需 要解决的问题，随着成型技术的进步，大批量低成本的成型支架 材料会得到更广泛的应用。
目前，我国骨创伤修复材料市场中仍然是医用金属材料 占重要比重，生物医用材料存在数量少，品种不全，产品质量 不高等问题，无法满足市场需求。
随着科技发展和新材料的研究，骨创伤修复领域会有突破 性进展。
目前，全球骨科器材市场已达数百亿美元，骨修复材料的 研究前景十分广阔。
2020/9/14
14
2020/9/14
9
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
仿生纳米骨修复和重建材料
纳米HA/胶原
中国医学科学院生物医学生物学工程研究所和清华大学等单位对 HA/胶原仿生骨材料开展了较好的研究。采用控制析出法制备的 纳米HA/胶原复合骨材料，胶原蛋白占总量的35%，与天然骨成 分接近，从透射电镜的暗场像测得HA的晶体尺寸为2-10nm。在 家兔的颌骨与顶骨的实验性骨创上植入该种材料后，发现明显刺 激和加快了骨创愈合，骨新生活跃，10周时形成骨岛连接，12周 时达到骨性桥接；而同期空白对照组创区仅在边缘处有少量新骨 形成，骨再生不活跃，甚至形成骨端封闭，无进一步关闭骨创的 可能
2020/9/14
12
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
借助组织学观察、生物力学检测、Micro-CT等分析方法,发现具有三维立 体结构多孔隙的固态支架载体RBX负载BMP后不仅可以为ACL重建提供 初始的协同固定作用,而且对于BMP作用的放大及促进骨生长的作用均优 于其他两种注射型支架材料。此研究为今后应用固态三维立体多孔性载 体支架材料促进腱-骨界面的愈合提供了基础。
优选骨科创伤修复材料的种类 特点及其研究应用
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
人骨简介
▪ 数量：206
▪ 功能：保护、支持、造血、贮存、运动 等功能。
▪ 构成：骨主要由骨质、骨髓和骨膜 三部分构成，里面容有丰富的血管和神 经组织。
▪ 成分：骨是由有机物和无机物组成的。 有机物主要是蛋白质，使骨具有一定的 韧度；而无机物主要是钙质和磷质使骨 具有一定的硬度。
2020/9/14
2
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
骨创伤指骨头因外力而受到伤害。 骨折、脱位、骨缺损等均属于骨创伤。 随着材料的发展，骨创伤的修复材料也逐渐进步：
2020/9/14
3
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
天然骨材料：
自体骨
即伤者自身的骨头，易被患者接受，但会造成患者 的二次损伤和痛苦。
2020/9/14
11
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
基因疗法BMP载体材料
注射型纤维蛋白胶(FG)，磷酸钙骨水(CPC)，重组 合异种骨(RBX)在ACL重建术中促进腱-骨愈合的效 果
实验主题之一： 兔骨髓基质干细胞在复合骨形态发生蛋白三种载体材料上 增殖和分化的对比对比研究
实验方法： 不同复合材料对BMSC增殖的影响 不同复合材料对BMSC碱性磷酸酶（ALP）活性的影响 不同复合材料对BMSC的I型胶原表达的影响(RT-PCR)
异体骨
取材方便，但存在免疫排斥和疾病传播等生物安全 性隐患。
天然骨衍生支架
珊瑚骨 乌贼骨 脱蛋白骨
……
2020/9/14
4
Fra Baidu bibliotek
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
医用金属材料：
金属材料有较高的强度和韧性，耐腐蚀性、耐磨性、可锻性和再现性 好，浇铸成型不降低强度；
但金属材料生物相容性差，而且物理性能方面与人骨有较大差别，没有 很好的兼容性。
2020/9/14
5
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
医用生物陶瓷：
生物惰性陶瓷 氧化铝、氧化锆是常见的两个种类。 在其周围会形成不同厚度的纤维组织
包被，不利于骨的生长。 生物活性陶瓷
主要指磷灰石（AP），目前包括羟 基磷灰石（HA）和磷酸三钙（TCP）等 。HA应用最为广泛，具有生物活性、骨 引导作用，但单纯的HA强度低、脆性大 ，韧性差。
2020/9/14
10
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
目前国内开发的纳米磷灰石与胶原复合材料开始进入临床试用阶 段。 主要存在的问题是：
磷灰石与胶原的复合材料成型困难、热稳定性差，力学强度比 人体自然骨低，一般用于对不承力骨部位的修复 胶原主要来源于动物组织，使用前不易对动物胶原组织的疾病 ，病毒等进行检测，从而导致疾病传播和免疫排斥反映等问题。
2020/9/14
6
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
医用高分子材料：
聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）骨水泥可用于骨填充，聚 乙醇酸（PGA）作为可吸收螺钉用于骨固定,可降解的聚乳酸 （PLA）用于骨针、骨板等骨外科部件。
高聚物曾被广泛应用于骨修复，但由于其降解速率不易
控制，难与骨生长速度达到一致；且高聚物因老化，生物降 解作用等影响，某些力学性质容易丧失，其产物可能具有一 定毒性，对人体不够安全。
2020/9/14
7
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
医用复合材料：
高分子材料之间的复合 高分子材料与无机材料之间的复合 材料与生物活性物质之间的复合 纳米材料的复合
综合生物相容性、人体适应性、力学相容性等因素，使得 材料在性能上相互取长补短，提高骨修复材料的整体性能 。医 用复合材料具有良好的应用前景。
基因疗法有着良好的发展前景，寻找到良好的载体将BMP蛋白基因载入
到骨髓间充质干细胞，必将推动基因疗法在骨创伤修复领域的发展。
2020/9/14
13
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
市场上的骨修复材料种类繁多，大致可以分为：天然骨材 料，医用金属材料，医用生物陶瓷材料，医用高分子材料，医 用复合材料。
2020/9/14
8
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
天然骨衍生支架材料
天然珊瑚
Fulin Chen等用孔隙率36％、孔 径150～220btm的天然珊瑚复合 兔骨髓间充质干细胞在骨成形诱 导蛋白(rhBMP2)诱导下作为修复 骨缺损模板，2个月后有新骨生成， 并且保持了植入物的最初形状。
对于各种不同的骨损伤、缺损，在临床中植人物都需要制成一定 的形状，所以骨衍生支架材料的快速成型已经成为骨组织工程需 要解决的问题，随着成型技术的进步，大批量低成本的成型支架 材料会得到更广泛的应用。
目前，我国骨创伤修复材料市场中仍然是医用金属材料 占重要比重，生物医用材料存在数量少，品种不全，产品质量 不高等问题，无法满足市场需求。
随着科技发展和新材料的研究，骨创伤修复领域会有突破 性进展。
目前，全球骨科器材市场已达数百亿美元，骨修复材料的 研究前景十分广阔。
2020/9/14
14
2020/9/14
9
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
仿生纳米骨修复和重建材料
纳米HA/胶原
中国医学科学院生物医学生物学工程研究所和清华大学等单位对 HA/胶原仿生骨材料开展了较好的研究。采用控制析出法制备的 纳米HA/胶原复合骨材料，胶原蛋白占总量的35%，与天然骨成 分接近，从透射电镜的暗场像测得HA的晶体尺寸为2-10nm。在 家兔的颌骨与顶骨的实验性骨创上植入该种材料后，发现明显刺 激和加快了骨创愈合，骨新生活跃，10周时形成骨岛连接，12周 时达到骨性桥接；而同期空白对照组创区仅在边缘处有少量新骨 形成，骨再生不活跃，甚至形成骨端封闭，无进一步关闭骨创的 可能
2020/9/14
12
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
借助组织学观察、生物力学检测、Micro-CT等分析方法,发现具有三维立 体结构多孔隙的固态支架载体RBX负载BMP后不仅可以为ACL重建提供 初始的协同固定作用,而且对于BMP作用的放大及促进骨生长的作用均优 于其他两种注射型支架材料。此研究为今后应用固态三维立体多孔性载 体支架材料促进腱-骨界面的愈合提供了基础。
优选骨科创伤修复材料的种类 特点及其研究应用
概述
材料种类、特点
研究应用进展
总结
人骨简介
▪ 数量：206
▪ 功能：保护、支持、造血、贮存、运动 等功能。
▪ 构成：骨主要由骨质、骨髓和骨膜 三部分构成，里面容有丰富的血管和神 经组织。
▪ 成分：骨是由有机物和无机物组成的。 有机物主要是蛋白质，使骨具有一定的 韧度；而无机物主要是钙质和磷质使骨 具有一定的硬度。