1、骨組織修復(fù)最新研究進(jìn)展,小組成員：曹俊杰 李俊松 陳海洋 唐銀宏,1.絲蛋白,絲蛋白，又名絲素蛋白，屬線狀蛋白質(zhì)，具有抗蛋自水解酶、抗紫外線，而且以其顯著的柔韌性、抗疲勞和與鋼材相似的張力強(qiáng)度，高溫下的熱穩(wěn)定性，在酸堿條件下的穩(wěn)定性，在一5060的溫度范圍內(nèi)保持有良好的彈性等 絲蛋白以其良好的生物相容性和生物降解性成為生物醫(yī)藥材料中的重要天然材料以其高純度、低價格等優(yōu)點(diǎn)，在生物醫(yī)藥材料上的有廣闊的應(yīng)用前景主要包括：藥物載體、骨骼與軟骨組織修復(fù)材料、神經(jīng)與血管移植等,骨骼與軟骨組織是堅硬的結(jié)締組織，由細(xì)胞、纖維和基質(zhì)構(gòu)成而絲蛋白在這之中起到的支架作用尤其重要其優(yōu)異的機(jī)械性能、較低的炎癥反應(yīng)、緩慢

2、生物降解性能和完善的生物相容性能，使其必然會成為骨骼與軟骨組織修復(fù)材料中的主要材料之一,1.1 絲蛋白在骨組織修復(fù)中的應(yīng)用,1.2 絲蛋白應(yīng)用的實(shí)例1,張鋒等的研究充分證明了低降解速率的絲蛋白支架，其在體內(nèi)外骨發(fā)生研究方面具有潛在應(yīng)用價值；,謝瑞娟等啕將非水溶性的絲蛋白加入到磷酸鈣骨水泥中，制成復(fù)合粉體，再按一定的液固比將復(fù)合粉體調(diào)和成糊狀物，轉(zhuǎn)化為與骨有相似結(jié)構(gòu)的絲蛋白一磷酸鈣骨水泥復(fù)合材料。它具有良好的力學(xué)性能和生物相容性，通過注射器直接注入手術(shù)部位，可準(zhǔn)確塑型固化作為骨修復(fù)的充填材料使用；或者在體外環(huán)境中自固化后再植入體內(nèi)，作為骨修復(fù)的植入材料使用,1.2 絲蛋白應(yīng)用的實(shí)例2,NSuni

3、ta等研究絲蛋白與金屬鈦的功能化應(yīng)用，mRNA轉(zhuǎn)運(yùn)了骨涎蛋白、骨鈣蛋白和堿性磷酸酶到成骨細(xì)胞，強(qiáng)化絲蛋白、絲蛋白一RGD固定化鈦基體培養(yǎng)。,1.2 絲蛋白應(yīng)用的實(shí)例3,1.3 絲蛋白總結(jié),在生物材料領(lǐng)域中，絲蛋白具有極大的開發(fā)潛力 同時，仍然有一些問題需要解決： (1)絲蛋白需要加工成不同的形態(tài)，以滿足不同的需求； (2)生物降解速率應(yīng)能控制并且能匹配生物體的生長； (3)表面改性是用來改善絲蛋白材料的生物相容性，生產(chǎn)臨床伎用的絲蛋白材料應(yīng)具有低免疫原性或無免疫原性； (4)應(yīng)該研究出更多新的、有價值的絲蛋白材料用于臨床醫(yī)學(xué),2.透明質(zhì)酸,透明質(zhì)酸是骨生物材料研究的新熱點(diǎn)。 透明質(zhì)酸具有高度黏

4、彈性、可塑性、超強(qiáng)的吸水性、滲透性和良好的生物易吸收性，無免疫抗原性。 改性的透明質(zhì)酸不僅維持了原來優(yōu)越的性能，而且完善了其性能，使之更能適應(yīng)人體環(huán)境。,2.1 透明質(zhì)酸在骨關(guān)節(jié)炎治療中應(yīng)用,膝關(guān)節(jié)損傷、關(guān)節(jié)病骨關(guān)節(jié)炎是最常見的疾病，注射透明質(zhì)酸（ 玻璃酸鈉）已經(jīng)成為治療骨關(guān)節(jié)病的常見方法。關(guān)節(jié)滑液中的透明質(zhì)酸與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起帶有大量的負(fù)電荷，有較強(qiáng)的吸水性和高度的黏滯性。蛋白多糖聚合體能夠提高關(guān)節(jié)液的潤滑性和黏彈性，并使?jié)櫥号c關(guān)節(jié)軟骨之間有較大的親和力。透明質(zhì)酸與蛋白多聚糖能緊密附著在關(guān)節(jié)面上起潤滑作用，從而減少關(guān)節(jié)運(yùn)動阻力保護(hù)關(guān)節(jié)軟骨免受過度的機(jī)械磨損。,2.2透明質(zhì)酸與生物因子結(jié)合對

5、軟骨及骨缺損修復(fù)應(yīng)用,1.促進(jìn)軟骨細(xì)胞的增殖 透明質(zhì)酸本身帶負(fù)電荷，有較強(qiáng)的親水性和高黏附性，與軟骨細(xì)胞之間有較強(qiáng)的親和力。而且還具有軟骨誘導(dǎo)功能，能為關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞提供營養(yǎng)，參與蛋白多糖聚合物的合成，通過糖蛋白多糖在軟骨細(xì)胞表面起構(gòu)建作用，還能促進(jìn)表層關(guān)節(jié)的增生，維持未鈣化軟骨的厚度，對發(fā)生退行性變的關(guān)節(jié)軟骨在一定程度上具有促進(jìn)其修復(fù)的作用.,透明質(zhì)酸改良后的復(fù)合物在生物骨組織中的應(yīng)用,透明質(zhì)酸易降解，其降解時間與其分子量的大小緊密相關(guān)。因此，要想延長透明質(zhì)酸分子在機(jī)體中的降解時間，勢必要通過化學(xué)修飾制備出一種分子量遠(yuǎn)高于天然透明質(zhì)酸鈉分子的衍生物，即交聯(lián)的透明質(zhì)酸鈉衍生物。,透明質(zhì)酸復(fù)合物跟

6、生長因子結(jié)合在骨組織中應(yīng)用,透明質(zhì)酸是骨修復(fù)中生長因子的良好運(yùn)輸載體，但其作為支架的主要缺陷是它的低細(xì)胞黏附性能，而整合素是細(xì)胞表面受體的主要家族，對細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)的黏附起介導(dǎo)作用. 透明質(zhì)酸-整合素，基質(zhì)可作為生長因子的輸送載體，并具有潛在的臨床應(yīng)用價值。對于透明質(zhì)酸復(fù)合物的研究是現(xiàn)在生物材料研究的熱點(diǎn)，這種復(fù)合物結(jié)合自身物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，又能彌補(bǔ)自身的不足，有著其他物質(zhì)不可比擬的優(yōu)勢，但是這種復(fù)合物的組織相容性、炎癥反應(yīng)和可降解性還沒有深入的研究，這可能是今后研究的熱點(diǎn)。,3.磷酸鈣,磷酸鈣作為生物體硬組織中主要的無機(jī)成分,具有良好的生物相容性、生物活性及生物可降解性,廣泛應(yīng)用于骨組織與牙齒修

7、復(fù)和替換、藥物輸運(yùn)和控制釋放、基因轉(zhuǎn)染及診斷成像等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。人工合成磷酸鈣材料的組成、結(jié)構(gòu)、尺寸、形貌和結(jié)晶度等特性均與材料的制備方法有關(guān),且材料的這些特性對其應(yīng)用起到?jīng)Q定性作用。因此,發(fā)展不同的方法制備出具有特定組成、結(jié)構(gòu)、尺寸、形貌、結(jié)晶度和性能的磷酸鈣納米材料對其應(yīng)用至關(guān)重要。本文綜述近年來在磷酸鈣納米材料的制備、表征、性能和應(yīng)用研究方面所取得的最新進(jìn)展,討論室溫制備法、溶劑熱/水熱合成法、微波輔助快速合成法、靜電紡絲法及含磷生物分子磷源合成法等制備方法,分析磷酸鈣納米材料的性能及其在藥物裝載和可控釋放、蛋白質(zhì)吸附及釋放、生物成像等領(lǐng)域的應(yīng)用,展望磷酸鈣納米材料研究領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。,

8、4.硫酸鈣,自上世紀(jì)80年代以來，人們開始研究人工骨材料，從而使得骨修復(fù)生物材料學(xué)蓬勃發(fā)展心。人們期望能夠獲得一種具有良好組織相容性、成骨活性、生物力學(xué)強(qiáng)度及與自體骨相近的替代材料。硫酸鈣作為一種在臨床上廣泛應(yīng)用的人工骨支架材料，它具有良好的生物相容性與降解性能、來源充足、滅菌方便等特點(diǎn)，被美國食品藥品管理局(FDA)批準(zhǔn)應(yīng)用于臨床骨缺損的治療。,硫酸鈣生物學(xué)特性,41硫酸鈣的生物相容性 大量的動物實(shí)驗及臨床應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，硫酸鈣植入后對宿主周圍組織無炎癥刺激及異物刺激反應(yīng)，無細(xì)胞毒性反應(yīng)。 42硫酸鈣在機(jī)體內(nèi)的降解性能 硫酸鈣在機(jī)體內(nèi)可以被完全降解、吸收，而且不會對血液中的鈣水平產(chǎn)生明顯的影響進(jìn)一

9、步研究發(fā)現(xiàn)，硫酸鈣的降解速率在一定范圍內(nèi)是可預(yù)測的、可預(yù)期調(diào)控的，而控制分子晶體結(jié)構(gòu)、大小及形態(tài)是其關(guān)鍵作用。,硫酸鈣生物學(xué)特性,4.3 硫酸鈣的成骨性能 在局部誘導(dǎo)新骨生成、促進(jìn)材料在生物體骨缺損處進(jìn)行替代修復(fù)是理想的人工骨材料必備的條件。 目前，硫酸鈣的成骨機(jī)制還沒有被完全闡明。一般認(rèn)為，硫酸鈣促進(jìn)成骨主要是由于其具有良好的生物相容性和骨傳導(dǎo)性，這有利于成骨細(xì)胞長人材料內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)了骨缺損的修復(fù)。 硫酸鈣材料降解過程會形成局部的高鈣環(huán)境，能夠誘導(dǎo)成骨細(xì)胞的生長，協(xié)同弱酸環(huán)境誘導(dǎo)成骨因子的釋放，并且能夠促進(jìn)與成骨細(xì)胞功能相關(guān)的多重mRNA及BMPl、BMP7、骨細(xì)胞受體(FGFRI)等因子的表

10、達(dá)。 研究表明，硫酸鈣支架材料具有良好的骨誘導(dǎo)活性，它能夠誘導(dǎo)血管生成，增強(qiáng)局部營養(yǎng)能力，并且能促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞進(jìn)行分化成骨細(xì)胞，促進(jìn)了局部人工骨材料的血管化和成骨能力。,4.2 硫酸鈣在修復(fù)四肢骨缺損的臨床應(yīng)用,臨床研究發(fā)現(xiàn)，硫酸鈣或硫酸鈣復(fù)合物植入缺損部位后能夠完全降解，并且在其降解過程中，能夠同時誘導(dǎo)新骨的形成。作為良好的填充材料，硫酸鈣植入由創(chuàng)傷、腫瘤等疾病引起的骨缺損部位，不會產(chǎn)生炎癥反應(yīng)，并且術(shù)后不易復(fù)發(fā)。 目前的觀點(diǎn)是，硫酸鈣是一種安全、有效的骨移植替代材料，它能夠有效的阻止周圍軟組織快速長入，為骨組織的再生提供時間以及良好的環(huán)境。,4.3 硫酸鈣骨水泥在長骨骨缺損方面的應(yīng)用

11、,目前，硫酸鈣骨水泥已經(jīng)廣泛應(yīng)用于創(chuàng)傷、骨腫瘤病灶清除術(shù)、骨髓炎清除術(shù)等造成的干骺端松質(zhì)骨缺損。 研究表明硫酸鈣骨水泥能夠有效修復(fù)橈骨遠(yuǎn)端粉碎性骨折，在6周時間內(nèi)，骨碎片即可達(dá)到牢固結(jié)合。當(dāng)少量硫酸鈣骨水泥進(jìn)入關(guān)節(jié)腔后，并未發(fā)現(xiàn)異位骨化等并發(fā)癥。臨床發(fā)現(xiàn)使用注射型硫酸鈣骨水泥，對跟骨骨折、脛骨平臺骨折、骨腫瘤病灶清除術(shù)等導(dǎo)致的骨缺損空腔等進(jìn)行治療，均取得滿意效果。,4.4 硫酸鈣作為藥物載體治療感染性骨缺損,感染性骨缺損、骨髓炎是骨科臨床經(jīng)常遇到的難題，因其容易反復(fù)發(fā)作，久治不愈，骨質(zhì)反復(fù)遭到破壞，并形成死骨，往往需經(jīng)歷多次的外科手術(shù)。 硫酸鈣可用作抗生素的載體，能夠定點(diǎn)用藥，在局部形成較高的

12、藥物濃度，有效的抑制細(xì)菌生長，全身副作用小。 硫酸鈣材料在體內(nèi)可以完全吸收、降解，能夠有效的填充清創(chuàng)后的骨缺損死腔，具有良好的生物相容性、力學(xué)強(qiáng)度、骨傳導(dǎo)能力、成骨能力。,4.5 硫酸鈣小結(jié),硫酸鈣作為一種傳統(tǒng)的骨科材料，不僅僅被用作石膏來固定骨折，同時被當(dāng)作骨移植替代材料來修復(fù)各種骨缺損。 硫酸鈣具有諸多理想的骨移植替代材料的特點(diǎn)：能在體內(nèi)被完全吸收。具有良好的生物相容性與可成形性。可作為新骨生長的支架，能夠填補(bǔ)骨缺損以及防止周圍軟組織快速長人。能夠激活成骨細(xì)胞活性，誘導(dǎo)成骨。能夠作為藥物的緩、控釋載體。滅菌方便、自然界中蘊(yùn)含量豐富等。 因此，硫酸鈣是具有廣闊應(yīng)用前景的、可作為骨移植的替代材

13、料。當(dāng)然，硫酸鈣還存在生物力學(xué)性能欠佳、降解速度稍快，不能單獨(dú)作為支架材料用于骨缺損修復(fù)等缺點(diǎn)。,5.骨再生的研究現(xiàn)狀分析,骨缺損是臨床上較為常見的疾病，傳統(tǒng)臨床治療方法主要有自體骨移植與同種異體骨移植，但自體骨移植與同種異體骨移植均存在一定的治療缺陷，如自體骨移植存在供區(qū)并發(fā)癥與來源有限等缺點(diǎn)，同種異體移植存在并發(fā)疾病傳播和免疫排斥風(fēng)險；而骨組織工程雖然有其自身的局限性，但因其可限制異體移植引發(fā)的疾病傳播、避免免疫排斥反應(yīng)等已逐漸成為一種新的治療骨缺損的模式。,5.1骨組織移植物的類型,骨移植物包括自體移植、異體移植，異種移植及組織工程材料，自體移植由于來源有限及感染等并發(fā)癥，限制臨床應(yīng)用。

14、 因此，其它類型的移植物被引入，以克服自體移植的局限性是非常必要的。研究分析，所有的移植物均具有不同的局限性。,5.2自體移植,自體移植指從個體自身一個部位獲得組織移植于另一個部位，它們可以是松質(zhì)骨、皮質(zhì)骨或皮質(zhì)骨與松質(zhì)骨結(jié)合，新鮮的自體移植包含存活細(xì)胞和骨誘導(dǎo)蛋白質(zhì)，如BMP-2、BMP一7、FGF及IGF等。 從生物學(xué)的角度來講，自體移植是最為理想的移植材料，因為其完全沒有免疫原性，保留了其原有的活性，由于缺乏免疫源性，因此在移植后可提高與宿主組織的整合性。 此外，對于其成骨特性、骨誘導(dǎo)性、骨傳導(dǎo)特性，新鮮自體移植均是最佳的，且可提供間充質(zhì)細(xì)胞、成骨前體細(xì)胞、成骨細(xì)胞以及生長因子。其缺點(diǎn)是

15、，自體移植必須從自體骨組織獲取，從而增加供體部位疼痛、感染等并發(fā)癥，且對于大的骨質(zhì)缺損，來源有限，限制應(yīng)用。,5.3同種異體移植,同種異體移植指從同一種屬的不同個體獲得，由于自體移植的限制，同種異體移植已被廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)研究與臨床應(yīng)用，同種異體骨移植包括皮質(zhì)骨、松質(zhì)骨或皮質(zhì)松質(zhì)骨的結(jié)合，諸如粉末狀、皮質(zhì)條、松質(zhì)立方塊，以脫鈣或未脫鈣、新鮮的、新鮮冷凍的、或冷凍干燥的形式。 移植的主要優(yōu)點(diǎn)是，容易獲得，避免犧牲宿主組織，具有良好的骨誘導(dǎo)和骨傳導(dǎo)性，但但缺乏活性細(xì)胞，因此，具有較低的成骨潛能。 同種異體骨移植存在傳播疾病的風(fēng)險，且其可能導(dǎo)致免疫反應(yīng)，干擾骨愈合過程，可能導(dǎo)致移植物的排斥反應(yīng)，有研究

16、表明同種異體骨移植是與自體骨移植相比是欠缺的比,5.4骨組織工程,骨組織工程涉及的主要因素主要包括種子細(xì)胞、生物支架材料與生長因子，種子細(xì)胞為骨組織工程形態(tài)與組織重建的基礎(chǔ)，生物支架材料是骨組織工程的關(guān)鍵因素。 生物支架材料為種子細(xì)胞提供有效的細(xì)胞外基質(zhì)環(huán)境，是種子細(xì)胞與生長因子的有效載體。 另一方面，支架材料為骨修復(fù)或新骨的生長提供有效的支撐作用，其支架材料的研究是骨組織工程的重點(diǎn)研究對象，生長因子主要為支架材料提供有效的調(diào)節(jié)作用。,5.5骨組織工程,天然聚合物的細(xì)胞兼容性與生物活性，通常是優(yōu)于合成聚合物，但是天然聚合物與有機(jī)合成聚合物機(jī)械性能相對是較差的，且降解速度無法控制。另一方面，生物

17、降解合成材料(包括脂肪族聚酯)已經(jīng)被應(yīng)用于骨軟骨支架材料，依賴這個合成條件，其機(jī)械性能也容易去控制。,5.6 骨組織工程總結(jié),我們總結(jié)了最近關(guān)于骨軟骨組織工程的最新進(jìn)展，考慮到界面組織分層結(jié)構(gòu)的獨(dú)特特點(diǎn)，理論上，骨軟骨支架需要具有多相結(jié)構(gòu)，以模仿骨軟骨組織的正常結(jié)構(gòu)，然而多相結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的，需控制每個階段的表型，例如每個層次結(jié)構(gòu)的降解速度以及不同層面的剪切應(yīng)力，因此目前主要研究針對于雙向支架，其雙支架相對于多向支架是較為簡單的。 然而對于兩個界面的穩(wěn)定性仍舊是需要提出質(zhì)疑的，這個弱的穩(wěn)定性可能是由于雙層界面結(jié)構(gòu)不同的工藝構(gòu)建造成，為了克服這一點(diǎn)，將雙向支架鑄造為一個整體結(jié)構(gòu)可能抵抗這個雙向結(jié)

18、構(gòu)間的剪切應(yīng)力。另外有一點(diǎn)仍舊是值得懷疑的，雙向支架是否能夠分別充分地促進(jìn)軟骨與成骨分化，這是因為在各相支架上，細(xì)胞分化的調(diào)節(jié)因子可能并非所期望的細(xì)胞因子，為了克服這一點(diǎn)，需要構(gòu)建一個時空上靶向調(diào)控的細(xì)胞因子投遞系統(tǒng)，通過使用這個系統(tǒng)，在不同支架上的細(xì)胞可獲得相應(yīng)的細(xì)胞信號因子，為細(xì)胞各自每個階段的分化調(diào)控發(fā)揮作用，因此，我們提出在未來的研究中，在雙向支架需充分利用時空靶向基因投遞系統(tǒng)，以滿足骨軟骨組織工程組織修復(fù)的應(yīng)用。,近年來，骨性關(guān)節(jié)炎和運(yùn)動導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨損傷的發(fā)病率逐漸上升。由于關(guān)節(jié)軟骨自我修復(fù)能力有限，關(guān)節(jié)軟骨損傷后的修復(fù)成為臨床急需解決的問題。 關(guān)節(jié)軟骨修復(fù)的理想狀態(tài)是受損的軟骨能持

19、續(xù)生成透明樣軟骨，新生組織與周圍組織融合，同時能夠符合關(guān)節(jié)軟骨的生物學(xué)和力學(xué)特性。,6.關(guān)節(jié)軟骨新興的生物治療,6.1 基因治療,基因治療的基本原理是利用目的基因修飾相關(guān)細(xì)胞，使其表達(dá)某些具有治療作用的基因產(chǎn)物，促進(jìn)缺損處軟骨細(xì)胞的修復(fù)和增殖分化，并且可以在軟骨再生過程中持續(xù)、高效地分泌生長因子，完成修復(fù)過程。,62 細(xì)胞治療,細(xì)胞治療是指通過向組織內(nèi)注射細(xì)胞，從而修復(fù)受損的組織。經(jīng)過多年的研究，細(xì)胞治療已逐漸走向臨床，包括腫瘤免疫細(xì)胞治療、干細(xì)胞治療等。在治療關(guān)節(jié)軟骨疾病方面主要用于骨性關(guān)節(jié)炎所導(dǎo)致的關(guān)節(jié)軟骨損傷。所用的細(xì)胞主要包括各種來源的干細(xì)胞以及軟骨細(xì)胞。干細(xì)胞主要包括間充質(zhì)干細(xì)胞、脂

20、肪干細(xì)胞、臍血干細(xì)胞、外周血干細(xì)胞等，軟骨細(xì)胞則包括自體軟骨細(xì)胞和同種異體軟骨細(xì)胞。,6.3 組織工程軟骨,組織工程軟骨的基礎(chǔ)研究主要集中在種子細(xì)胞和生物支架兩個關(guān)鍵因素上。種子細(xì)胞包括各種來源的干細(xì)胞和軟骨細(xì)胞。 近年來，國內(nèi)外不同學(xué)科專家在軟骨組織工程方面進(jìn)行了大量的研究，取得了巨大成就，國內(nèi)外均有組織工程軟骨進(jìn)入臨床研究階段。Fulco I4胡等利用組織工程軟骨為5位因腫瘤切除鼻翼小葉的患者修復(fù)了切除的鼻翼小葉。術(shù)后1年，患者的鼻翼皮膚敏感性，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和呼吸流量等各項指標(biāo)均符合預(yù)期。,6.4關(guān)節(jié)軟骨未來展望,關(guān)節(jié)軟骨損傷后修復(fù)的理想狀態(tài)是新生的軟骨能較大程度的符合正常關(guān)節(jié)軟骨的生物學(xué)和

21、力學(xué)性能。研究者和臨床工作者為了對受損的關(guān)節(jié)軟骨達(dá)到理想的修復(fù)狀態(tài)，針對關(guān)節(jié)軟骨損傷的修復(fù)進(jìn)行深入的研究和探索，對傳統(tǒng)的治療手段不斷進(jìn)行改進(jìn)，一些新興的治療方法也逐漸應(yīng)用于臨床?；蛑委?、細(xì)胞治療和組織工程軟骨是目前較為常見的三項新興治療方式。相較于其他兩種技術(shù)，基因治療由于載體的安全性和基因表達(dá)的穩(wěn)定性等問題，目前仍局限于實(shí)驗室研究階段；細(xì)胞治療經(jīng)過多年的研究，已逐漸應(yīng)用于臨床，特別是自體軟骨細(xì)胞移植治療的患者已上萬例，是一種極具希望的治療關(guān)節(jié)軟骨損傷的方法；組織工程軟骨目前也有產(chǎn)品進(jìn)入臨床試驗階段，可望在不久的將來逐漸應(yīng)用于臨床。,7.3D打印技術(shù)在骨組織修復(fù)個體化治療中的應(yīng)用進(jìn)展,傳統(tǒng)的

22、各類骨組織修復(fù)材料均需要在術(shù)中由手術(shù)醫(yī)生進(jìn)行調(diào)整。由于材料本身性質(zhì)的限制,難以達(dá)到與修復(fù)患區(qū)所需的形態(tài)完全一致,也是術(shù)后產(chǎn)生并發(fā)癥的主要原因。 而3D打印技術(shù),可以根據(jù)醫(yī)學(xué)影像和組織結(jié)構(gòu)的數(shù)字化信息處理,根據(jù)個體情況直接一次性成型所需要的假體,不僅可以提供更多的材料選擇,還可以實(shí)現(xiàn)假體的空間多維化及表面生物孔隙處理,在解決以往假體為大塊實(shí)體的弊端的同時實(shí)現(xiàn)輕量化,更接近生物特性,從而獲得更好的相容性,進(jìn)一步減低了并發(fā)癥出現(xiàn)的可 能,提高患者術(shù)后生活質(zhì)量。,7.1 3D打印技術(shù)在骨關(guān)節(jié)外科中的應(yīng)用,3D打印技術(shù)具備無需特殊模具、制作迅速、加工精確等特點(diǎn),使得個體化的假體設(shè)計、 制備成為可能。 植

23、入物的大小、類型及位置等都能利用3D打印技術(shù)在術(shù)前有效確定,有利于術(shù)者制定最佳手術(shù)方案,從而指導(dǎo)術(shù)者開展個體化的關(guān)節(jié)外科手術(shù),使手術(shù)更精準(zhǔn),減少了手術(shù)時間和術(shù)中使用工具數(shù)量。,7.2 3D打印技術(shù)在顱頜面外科中的應(yīng)用,近年來,國外學(xué)者通過激光直接燒結(jié) Ti64 粉末定制個性化骨板、個性化髁狀突下頜骨骨板,進(jìn)行 下頜骨缺損的腓骨瓣游離移植修復(fù)術(shù),認(rèn)為個性化 骨板可以避免傳統(tǒng)手術(shù)中依賴醫(yī)生臨床經(jīng)驗反復(fù)修改調(diào)整鈦板這一過程,減少手術(shù)耗時,并且最大程度 恢復(fù)下頜骨輪廓外形,減少術(shù)后并發(fā)癥。,7.3 基于組織工程3D生物打印的骨科應(yīng)用,應(yīng)用 3D 打印制備的生物支架,能夠滿足生物相容性、生物活性、力學(xué)性能等要求,其高孔隙率的三維立體結(jié)構(gòu)更適合種子細(xì)胞增殖、分化與誘導(dǎo)成骨修復(fù)缺損,具有重大的應(yīng)用價值。 孫梁等通過3D 打印技術(shù)制備的聚乳酸聚羥乙酸/ 磷酸三鈣生物支架復(fù)合骨形成蛋白(bone morphogenetic protein,BMP) 成功修復(fù)了兔 15 mm 的