新的內(nèi)植入材料簡介
2018-11-18 06:00
閱讀:3361
來源:愛愛醫(yī)
作者:曾憲付
責(zé)任編輯:點滴管
[導(dǎo)讀] 骨科醫(yī)生在臨床工作中常需要對骨缺損進行治療,造成骨缺損的原因有創(chuàng)傷、感染和(或)缺血。骨替代治療可以在缺損的當(dāng)時進行,也可以間隔一段時間使需要進行骨替代的部位得到充分準備后進行。骨移植的金標(biāo)準仍然是自體骨松質(zhì)和骨皮質(zhì)移植,可以是游離骨塊***移植或帶血管骨移植。雖
高強度合金
為了解決某些特定的問題,如在極端的高機械負荷下避免內(nèi)植物斷裂,許多新的材料受到開發(fā)研究。為了增加強度,可在鈦材料中加人新成分(如釩),形成新的合金,但其生物兼容性比鎳差。鈦合金非常良好的抗腐蝕性,部分補償了這個潛在的缺點。對于內(nèi)植物材料的選擇取決于是優(yōu)先考慮力學(xué)優(yōu)勢還是生物耐受性。Ti-15Mo是一種相對較新的合金,由于其具有良好的缺口敏感性和對抗彎曲應(yīng)力的特性,使其為進一步改進內(nèi)植物的設(shè)計提供機會,如下頜骨鋼板和手部鋼板。
形態(tài)憶合金
具有形態(tài)記憶功能的合金,是具有很強吸引力的研究領(lǐng)域。然而,目前所能得到的形態(tài)記憶合金,由于存在一系列問題尚未得到廣泛應(yīng)用:記憶效果必須有可靠的可誘導(dǎo)性。其產(chǎn)生的應(yīng)變力的大小必須具有可控制性。材料必須能夠具備良好的可加工性。與其優(yōu)點相比,其成本必須適當(dāng)。必須具有良好的生物兼容性。當(dāng)需要進行內(nèi)固定取出時,其形態(tài)記憶過程必須是可逆的。現(xiàn)今,形態(tài)記憶合金材料大多非常堅硬,難以加工。它們的作用更類似于全或無機制,且成本較高。鎳鈦合金是一種可能對骨質(zhì)疏松骨折具有治療價值的形態(tài)記憶合金,可產(chǎn)生復(fù)雜的形態(tài),為彈性模量低、剛度低的多孔泡沫材料,可促使骨組織生長。含有鎳-cpTi粉末的鎳鈦合金泡沫材料具有相互連接的小孔,其孔隙率40%~80%,彈性模量和軟骨下骨相似。由于其可預(yù)先塑形,在未來有可能成為一種重要的材料,但必須評估其產(chǎn)生磨損顆粒的程度,因為其構(gòu)成50%為鎳。其可能的作用是泡沫在骨質(zhì)疏松的骨骼中作為堅實的海綿把持螺釘。
涂層
內(nèi)植物松弛和針道感染是使用外固定架時未能完全解決的問題。使用羥基磷灰石(HA)或磷酸三鈣涂層,促進軟組織長入處于穩(wěn)定狀態(tài)的接觸面,也許能夠改善軟組織的整合作用。使用輕基憐灰石涂層的鋼針,能與活性骨組織產(chǎn)生緊密連接,并降低針道感染的發(fā)生率,其機制可能使軟組織長人內(nèi)植物-軟組織-空氣接觸面。這種生物陶瓷材料具有良好的生物兼容性,無全身毒性,降解率低,且可能與骨組織發(fā)生化學(xué)連接。然而,羥基磷灰石的使用受到其本身特性的限制,如與內(nèi)植物表面的黏附強度差,剛度高,在涂層(10?60imm厚)內(nèi)的內(nèi)聚力低。這些因素使其容易從內(nèi)植物表面脫離^
聚合材料內(nèi)植物
(一)生物降解性聚合材料內(nèi)植物
在許多情況下,推薦在骨折愈合后取出內(nèi)植物。生物降解材料,在置人體內(nèi)一段時間后,會以其副產(chǎn)品如水和二氧化碳的形式為機體所吸收,而最終又通過正常的新陳代謝從體內(nèi)排出。聚交酯和聚亞安酯類具有一定的組織耐受性。由于此類材料的機械強度有限,因此其內(nèi)植物多用于負荷較低且內(nèi)植物難以取出的部位。這類內(nèi)植物使用的例子有:可吸收針固定關(guān)節(jié)表面的軟骨或骨軟骨缺損,作為縫合描使用,或可吸收鋼板和螺釘用于治療頜面骨折,包括眶部骨折和顱骨骨折??晌漳ひ苍囉糜诠琴|(zhì)缺損的治療。它們還被試用于作為釋放成骨物質(zhì)的載體以促進骨折愈合。如果懷疑有感染存在時,可吸收內(nèi)植物的使用必須格外謹慎,因為可吸收材料對抗感染的能力要差于金屬內(nèi)植物。
(二)非生物降解怍聚合材料內(nèi)植物
聚芳醚酮聚合物包括PEEK和PEKK熱塑性塑料。此類物質(zhì)被認為和骨組織有較好的生物兼容性,并可通過許多方法包括蒸汽進行消毒。但是當(dāng)其暴露在射線中會損失5%的強度。它們可透X線,沒有磁性,因此不會被MRI加熱,不會對MRI圖像產(chǎn)生干擾。它們不會像金屬一樣受到腐蝕,但需要注意其有泄漏原始成分的可能(柔軟劑、促進劑、單體組合物和溶劑)。PEEK的拉伸強度為90~100MPa,但可通過碳增強得到提高。然而這也可能引發(fā)一些新的問題,如內(nèi)植物破裂,磨損后微纖維的釋放,纖維和多聚物結(jié)合鍵的強度會逐漸降低。有時會加人硫酸鋇作為X線顯像的對照劑。這些材料有很高的化學(xué)惰性,對機體周圍環(huán)境的抵抗力強,但由于其疏水性,如果沒有涂層或進行表面加工,則無法與骨組織進行整合。這種多聚物材料目前主要是制作脊柱填料鋼板用于腰椎體融合。
骨缺損填充的方法和材料
骨科醫(yī)生在臨床工作中常需要對骨缺損進行治療,造成骨缺損的原因有創(chuàng)傷、感染和(或)缺血。骨替代治療可以在缺損的當(dāng)時進行,也可以間隔一段時間使需要進行骨替代的部位得到充分準備后進行。骨移植的金標(biāo)準仍然是自體骨松質(zhì)和骨皮質(zhì)移植,可以是游離骨塊***移植或帶血管骨移植。雖然自體骨移植效果優(yōu)于其他任何替代物,但其骨量有限且取骨部位常伴有疼痛。為了能夠最大限度地利用自體骨松質(zhì),移植骨可用不同類型的可吸收膜進行保護。
人工填充材料替代骨組織
這些替代物似乎很有吸引力。然而它們必須同時具備可靠的機械強度,對骨折愈合的干擾小,有骨傳導(dǎo)和(或)骨誘導(dǎo)作用吸收的過程不影響骨折愈合,不會降低局部的抗感染能力。
最常用于填充骨缺損的人工材料為磷酸鈣化合物,包括羥基磷灰石、P磷酸三鈣(P-TCP)及羥基磷灰石復(fù)合物(雙相磷酸鈣BCP)。這些材料具有卓越的骨傳導(dǎo)能力。但是它們非常脆弱,因此應(yīng)限制在低負荷或無負荷條件下使用。羥基磷灰石的吸收時間常達數(shù)十年,因此羥基磷灰石被認為是不可吸收的。溶解性與骨組織礦質(zhì)成分的溶解性十分相近。因此,p-TCP顆?;蛐K于體內(nèi)1~2年時間可吸收。P-TCP通過破骨作用被降解,其過程與死骨的吸收一樣。BCP的生物活性介于羥基磷灰石和-TCP之間,其降解的速度取決于兩者的比例:隨著(3-TCP成分的增加,其速度加快。
注射性骨代替品,如所謂的CaP水泥,具有很好的操作性,其機械力學(xué)穩(wěn)定,而且非常的多孔疏松。但是由于其平均孔徑過小,使細胞無法移行到材料內(nèi)部。此外,CaP水泥的吸收是一層一層而非均勻的。
版權(quán)聲明:
本站所注明來源為"愛愛醫(yī)"的文章,版權(quán)歸作者與本站共同所有,非經(jīng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載。
本站所有轉(zhuǎn)載文章系出于傳遞更多信息之目的,且明確注明來源和作者,不希望被轉(zhuǎn)載的媒體或個人可與我們
聯(lián)系zlzs@120.net,我們將立即進行刪除處理