间隙配合条件下多孔支架的骨整合研究

目的分析3D打印钛合金多孔支架与骨缺损界面存在间隙配合方式下的骨整合效果。方法设计横截面为八边形的柱状结构,横截面直径10 mm,柱状结构高10 mm的多孔支架。支架结构的孔径为0.98 mm,孔隙率为72.61%,弹性模量为548.69 MPa。选取4只12月龄雄性巴马小型猪,在其右侧股骨髁外侧制造骨缺损并以间隙配合方式植入3D打印多孔钛合金支架。在术后第1、2月分别处死2只巴马小型猪。选取支架界面骨、远离支架骨、对侧相同位置的原生骨进行FTIR光谱测定、原子力显微镜观测以及纳米压痕测试。结果红外光谱显示对照组的矿物成熟度比术后1月组高126.43%,比术后2月组高82.53%。对照组的矿物结晶度比术后1月组高103.99%,与术后2月组没有显著差异。原子力显微镜影像显示术后1月组的粗糙度高于对照组21.40%,术后2月组的粗糙度高于对照组18.02%。新生骨颗粒度均低于对照组。纳米压痕结果显示术后1月和2月组新生骨的弹性模量均高于对照组。新生骨组织硬度值均比对照组的硬度小。结论多孔支架与骨缺损界面保持0.5 mm的间隙能够产生骨整合作用,界面新生骨长入状况良好,力学性能与原始骨接近,化学成分接近。

聚多巴胺仿生法制备的聚己内酯螺钉羟基磷灰石涂层对兔前交叉韧带重建后骨整合的影响

目的:利用聚多巴胺仿生法在聚己内酯(PCL)螺钉表面制备羟基磷灰石(HA)涂层,评价其对前交叉韧带重建后骨整合的影响。方法:通过3D打印设计制作多孔PCL螺钉,利用聚多巴胺仿生法制备HA涂层。选取20只成年雄性新西兰大白兔,于双侧后肢建立前交叉韧带重建模型,左右侧随机植入含HA涂层(实验组)及不含HA涂层的(对照组)PCL螺钉,术后6、12周分别处死10只,取膝关节,制备股骨-前交叉韧带-胫骨复合物标本,通过Masson染色、Micro-CT检测、生物力学测试评价螺钉与骨组织界面的骨整合情况。结果:Masson染色结果示术后6、12周两组螺钉周围均有较多新生骨小梁形成并向螺钉孔隙内生长,但实验组新生骨小梁的量和深度均优于对照组。Micro-CT示术后6、12周两组螺钉界面骨隧道内新生骨逐渐增加,且实验组周围新生骨量多于对照组。与术后6周相比,两组术后12周骨体积分数、骨小梁数量、骨密度均升高,骨小梁分离率降低;术后6、12周,实验组以上指标均优于对照组(P<0.05)。术后6、12周实验组最大拉力峰值均高于对照组[(39.98±5.32)N vs(27.46±6.95)N,(62.64±8.76)N vs(50.15±6.48)N](P<0.05)。结论:聚多巴胺仿生法制备的PCL螺钉的HA涂层能够促进前交叉韧带重建术后骨整合,提高界面螺钉生物力学稳定性。

增材制造聚醚醚酮/羟基磷灰石多孔植入物骨整合的力学机制

目的增材制造聚醚醚酮(PEEK)/羟基磷灰石(HA)复合材料多孔结构有望使PEEK基骨植入物获得长期稳定的骨整合。然而,在PEEK复合材料中,多孔结构设计对早期和远期骨整合的影响规律尚不清楚。亟需厘清复合材料组分、多孔结构设计和植入物力学环境对骨整合的影响规律,为PEEK复合材料骨植入物的材料和结构设计提供支撑。方法在细胞试验方面,研究了复合材料中HA含量对成骨细胞行为的影响,并探究了其信号通路;在动物实验方面,使用3D打印方法制备了材料组分0~40 wt%HA/PEEK、孔隙尺寸0.2~1.4 mm及3种孔型的支架,通过兔股骨髁动物实验模型研究支架在植入后4~12周的骨整合情况;在生物力学分析方面,通过数值模拟结合实验研究了不同支架的渗透性、力学性能和支架-骨应力传导。结果PEEK/HA复合材料通过释放钙离子激活FAK及其下游蛋白通路,对成骨细胞的增殖、铺展和贴附有促进作用。HA含量对支架的骨整合起到积极作用,40 wt%HA/PEEK复合材料支架的骨整合接近于钛合金支架。结构渗透性对支架早期骨整合有主导性作用,而支架内的远期骨整合主要受支架-骨应力传导效应的调控。结论本文系统地研究了材料、结构和力学环境对PEEK/HA支架骨整合的协同作用机制,为PEEK基复合材料骨植入物的设计提供了理论依据。

口腔种植术后炎性因子表达与种植骨整合效果临床探究

探究口腔种植术后炎性因子表达与种植骨整合的临床效果分析。方法 研究纳入我院2021年12月至2023年12月接受口腔种植修复的80例患者作为研究对象,术后采集患者的血液样本并检测患者的各项炎性因子水平,并观察患者的近期预后,分析炎性因子与种植骨整合效果的关系。结果 种植骨整合良好的患者有64例,种植骨整合不良的患者具有16例,其中种植骨整合良好的患者炎性因子各项水平显著优于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论 口腔种植修复患者在种植术后,机体各项炎性因子得到了显著改善,因而炎性因子表达与种植骨整合效果关系密切。

骨挤压技术对去势大鼠种植后骨整合的影响

目的从组织学角度观察骨挤压技术对于去势所致骨质疏松症大鼠行种植后骨整合的影响。方法72只3月龄SD大鼠随机分为2组,一组36只行去势(OVX)手术。另一组作为对照组行假手术。120天后测量大鼠体重及骨密度,确定建立骨质疏松大鼠模型。处死对照组,将原试验组36只大鼠作为新的研究对象随机分为实验组和对照组,每只大鼠胫骨近骺端植入纯钛种植体。实验组经过骨挤压,对照组不经骨挤压。分别于术后28天、56天、84天处死动物、取材。切片进行光学显微镜观察和骨计量学测量。结果28天和56天实验组骨结合率与对照组相比有显著性差异,84天时两组无显著性差异。结论经过骨挤压后的实验性骨质疏松大鼠骨整合更具优势。

非骨水泥型人工髋关节假体固定界面骨整合力学分析

目的:探讨不同假体粗糙面和界面压配下,非骨水泥型人工髋关节假体固定界面初始稳定性以及对骨长入,继发稳定性的影响。方法:采用Mimics软件模拟髋关节置换术重建人工髋关节三维可视化模型。构建假体柄-骨界面摩擦系数为0、0.15、0.40及1.00,代表不同的假体表面粗糙程度;根据实际操作,构建假体柄-骨界面压配为0、0.01、0.05及0.10 mm,选择人体45%步态相模拟人体攀爬楼梯工况,计算并比较骨-假体界面的微动以及相对应的应力分布情况。结果:界面压配为0.05 mm情况下,摩擦系数为0、0.15、0.40和1.00相对应的假体-骨界面正向压力分别为230、231、222和275 MN,随着摩擦系数的增加,正向压力总体趋势变化不大;界面的相对滑移量分别为0.529、0.129、0.107和0.087 mm,表明两界面之间的相对滑移量不断减少。摩擦系数为0.40情况下,界面压配为0、0.01、0.05及0.10 mm相对应的假体-骨界面摩擦力分别为56.0、67.7、60.4和49.6 MN,界面的相对滑移量分别为0.064、0.062、0.043和0.042 mm,说明随着压配量的增加,股骨假体与骨通道之间的正向压力呈下降趋势,摩擦力在压配量为0.01 mm时达到最大值,界面之间的相对滑移量则不断减少。结论:髋关节置换术后,假体和骨组织之间存在骨改建、骨整合的动态过程,其程度决定了假体的远期使用效果。骨-假体界面的间隙和摩擦系数是决定骨假体界面骨整合的关键因素。

骨质疏松状态下牙种植体骨整合改变的实验研究

目的:探索骨质疏松状态下牙种植体骨整合的变化机制,为提高骨质疏松状态下牙种植体成功率奠定基础。材料与方法:6月龄未交配SD雌性大鼠41只随机分为2组,即A:假去势手术组,20只,B:去势手术组,21只。将B组行卵巢切除术,术后1.5月对所有大鼠右股骨远中行牙种植手术,种植纯钛螺钉。分别于种植术后1.5月及3月,随机处死各组大鼠的一半。去势术前、种植术前及处死前分别测量大鼠腰椎3—5、左右股骨远中1/2骨密度。处死后,取右股骨对种植部位进行X线拍片,然后将右股骨沿种植体长轴剖成两半,做扫描电镜观察种植体与骨结合状况,进行骨接触率的测定。结果:1.骨密度:两组大鼠腰椎、左右股骨远中骨密度去势术前大致相同,无显著差异。种植手术前,A组基本保持不变,B组显著降低。1.5月及3月处死时,A组仍基本保持不变,B则持续显著降低。2.骨融合指数(OI):1.5月及3月处死时,A组大于B组,统计分析,差异显著。各组大鼠不同时期处死时,骨融合指数大致相同,统计分析无显著差异。结论:1.不同骨密度下骨整合状况不同,骨密度高,骨整合状况好。2.种植体-骨界面新骨形成后,在没有外界因素作用情况下,延长时间骨整合状况改善不明显。3.骨质疏松改变可使大鼠种植体—骨界面骨融合指数降低。

应用降钙素对骨质疏松骨床中多孔表面羟基磷灰石植入体骨整合的影响

背景:研究表明降钙素具有提高骨量、骨质量,降低骨折发生的效果。目的:评价全身应用鲑鱼降钙素对多孔表面羟基磷灰石植入体骨整合的影响,及其在治疗骨质疏松症同时促进植入体生物学固定的能力。设计、时间及地点:随机对照实验,实验分别于2007-09/12和2008-03/05在中山大学动物实验中心和香港大学医学院矫形外科组织学实验室完成。材料:SPF级5月龄雌性SD大鼠30只,按随机数表随机分为3组,即假手术+羟基磷灰石棒组、卵巢切除+羟基磷灰石棒组、卵巢切除+降钙素+羟基磷灰石棒组,每组10只。方法:卵巢切除+羟基磷灰石棒组、卵巢切除+降钙素+羟基磷灰石棒组SD大鼠切除卵巢建立绝经后骨质疏松动物模型,假手术+羟基磷灰石棒组大鼠行假手术作为对照。在大鼠的胫骨平台处开孔植入多孔羟基磷灰石假体,卵巢切除+降钙素+羟基磷灰石棒组大鼠皮下注射鲑鱼降钙素[5U/(kg·d)]12周。主要观察指标:取带植入体的胫骨制备成薄片,运用骨组织计量学及双能射线骨密度检测仪,记录腰椎骨密度变化,观察假体周围的骨量并测量假体的骨结合率。结果:持续皮下注射鲑鱼降钙素,卵巢切除+降钙素+羟基磷灰石棒组大鼠的腰椎骨密度逐渐改善。应用降钙素处理后,大鼠平均骨整合面积比率提高了22.0%,较卵巢切除+羟基磷灰石棒组骨整合比率提高近1倍(t=9.665,P<0.05)。结论:骨质疏松条件下,全身给予鲑鱼降钙素能提高骨床和植入体周围骨量、促进主体骨-植入体的骨整合。

钛合金假体表面涂层微孔孔径和孔隙率对骨整合的影响

目的探讨钛合金假体表面涂层微孔孔径和孔隙率对骨整合的影响。方法采用3D打印技术打印3种不同微孔孔径和孔隙率的钛合金假体,第一种假体表面微孔孔径(260.5±34.5)μm、孔隙率68.1%,第二种孔径(553.2±16.7)μm、孔隙率79.2%,第三种孔径(749.8±15.0)μm、孔隙率89.0%,分别标记为a、b、c型假体。选择新西兰大白兔27只,随机分为A、B、C组各9只,分别将a、b、c型假体植入兔股骨髓腔。术后4、8、12周,每组随机处死3只,通过Micro CT扫描观察各组成骨情况并测量骨体积分数(BV/TV)、组织矿物密度(TMD),通过拔出试验检测各组最大拔出力。结果术后4周,各组内植物均在位,微孔内及周围呈低信号,无明显沉积骨质;拔出标本仅远端有少量未成熟骨质,表面多覆盖纤维结缔组织及陈旧血凝块,处理标本时可轻易洗去;三组BV/TV、TMD及最大拔出力比较差异均无统计学意义(P均>0.05)。术后8周,各组微孔内及周围均见部分中密度影,为未成熟骨质,A组相对较多;三组拔出标本远端均有明显骨质覆盖,A组假体体部表面可见沉积骨质;三组间BV/TV、TMD比较差异均无统计学意义(P均>0.05),但A组最大拔出力明显高于B、C组(P均<0.05)。术后12周,各组微孔内及周围均见高密度影,为沉积骨质,且伸入微孔内部,形成锁结,A组多于B、C组,无明显骨溶解;A组整个假体表面均匀覆盖较多骨质,B、C组远端和近端可见明显沉积骨质,但少于A组;A组BV/TV、TMD明显高于B、C组(P均<0.05);最大拔出力A组>B组>C组,组间两两比较P均<0.05。结论钛合金假体表面涂层微孔孔径226~295μm、孔隙率68.1%有利于促进骨整合,并具有较好的生物力学性能。

间歇应用阿仑膦酸钠促进假体的骨整合

【目的】在动物模型上,研究间歇应用阿仑膦酸钠能否有效提高骨床骨量、促进假体的骨整合,进而探讨有效应用阿仑膦酸钠促进假体生物学固定的方法和机制,最终为临床间歇应用阿仑膦酸钠促进假体骨整合的理论提供实验证据。【方法】将30只5月龄SD大鼠按随机数表分为3组(SHAM,OVX,ALO组),每组10只。OVX,ALO组雌性SD大鼠切除卵巢建立骨质疏松模型(测量腰椎骨密度降低>20%者),SHAM组行假手术。在各组大鼠的胫骨平台处垂直植入羟基磷灰石假体,ALO组大鼠间歇给予阿仑膦酸钠(7mg/kg·w)12周,处死前皮下注射盐酸四环素进行荧光染色,取带植入体的胫骨制备成薄片,使用骨密度和骨组织计量学方法,观察假体周围的骨量并测量假体的骨结合率。通过对比分析,研究间歇应用阿仑膦酸钠对OP骨床中多孔羟基磷灰石假体骨整合的影响。【结果】间歇应用阿仑膦酸钠处理后ALO组大鼠平均BMD从(0.081±0.009)g/cm2提升为(0.116±0.008)g/cm2,给药前后BMD改变有显著差异(P<0.05);同时阿仑膦酸钠亦显著增加了假体周围骨量,提高假体与主体骨界面骨结合率约40%,较OVX状态骨整合比率提高近二倍,且差异有统计学意义(P<0.05)。【结论】间歇应用阿仑膦酸钠可持续有效的提高松质骨量,同时促进多孔羟基磷灰石假体与骨质疏松骨床界面的骨整合。

酸蚀纳米钛合金种植体的早期骨整合效果

目的:体内评估用酸蚀法构建的纳米钛合金种植体的旋转扭力和骨功能基因的表达情况。方法:钛合金Ti6Al4V种植体分为对照组(机械切割钛合金种植体)和纳米钛组(酸蚀纳米钛合金种植体)。常规将钛合金种植体植入新西兰兔子的胫骨,植入后4周,采用数字扭力仪测试钛合金种植体的旋转扭力值,采用钙黄素染色观测种植体周围的新骨生长情况,并且通过实时定量PCR检测骨功能基因核心结合因子(Runx2)、I型胶原(Col-1)和骨钙素(OCN)的表达水平。结果:纳米钛合金种植体的旋转扭力显著大于机械切割钛合金种植体(P<0.05),荧光染色显示纳米钛合金种植体周围有更多的骨组织长入,并且纳米种植体可以提高Runx2、Col-I和OCN基因的表达(P<0.05)。结论:酸蚀法在钛合金表面形成的纳米结构有利于种植体的早期骨整合,在种植材料领域有一定的应用前景。

17β-雌二醇对骨质疏松状态下牙种植体骨整合的影响

目的:研究17β-雌二醇(17β-E2)对骨质疏松大鼠种植体-骨界面骨整合指数的影响。方法:6月龄未交配SD雌性大鼠随机分为3组,A:假去势手术组(SHAM),B:去势手术非药组(OVX),C:17β-E2治疗组(E2),每组13只。将后两组行卵巢切除术,并在卵巢切除术后1.5个月对所有大鼠右股骨远中种植纯钛螺钉,E2组在种植术后一周开始给予17β-E2(30μg/kg)治疗。分别于种植术后1.5个月及3个月,随机处死各组动物的一半。处死后,取大鼠右股骨,沿种植体长轴将种植体连同骨组织平均切为两半,扫描电镜观察与测量种植体-骨结合骨接触率即骨整合指数(OI)。结果:1.5个月与3个月处死时,E2组与SHAM组骨整合指数大致相同(E2组略高),它们明显高于OVX组(p<0.05)。各组大鼠不同时期处死时,骨整合指数大致相同(p>0.05)。结论:1.骨质疏松改变可使大鼠种植体-骨界面骨整合指数降低。2.17β-E2可使骨质疏松大鼠种植体-骨界面骨整合指数增加。3.骨整合完成后,延长时间并不能使骨整合指数增加。

钛基植入物材料纳米涂层修饰促进骨整合性能的研究与进展

钛基金属材料具有优越的力学性能,弹性模量低,抗腐蚀性强,生物相容性好,是目前骨科常用的内固定材料。但是,钛基金属自身的生物惰性对其作为骨植入物的骨整合性能有一定影响。通过对钛基金属表面涂层修饰来提高骨整合性能是目前骨植入物材料研究领域的热点。无机钙磷酸盐材料以及有机生物分子(包括细胞外基质成分,生长因子以及酶分子等)获得了广泛的研究,有机-无机复合物涂层显示出良好的应用前景,有望作为新的涂层材料来提高钛基金属材料的骨整合性能以及生物效能。

纯钛种植体表面处理技术促进骨整合研究进展

目前在口腔医学领域纯钛种植体的研究和应用日益广泛,但还发现一些有待解决的问题:1生活骨与种植体之间的整合率在25%~85%〔1〕之间;2纯钛种植体种植周期长,无法满足患者迫切要求尽早恢复功能和美观的愿望;3种植体界面处于动态平衡状态并不稳定〔2〕等。种植体表面早期骨形成影响因素包括受植区的生物学特性和种植体的表面特性。受植区的生物学特性是指受植区骨的解剖生理学特点,包括骨代谢特点、骨密度、血供、生长因子和成骨细胞来源等。

钛种植体表面改性策略及对骨整合的影响

背景:纯钛因具有优良的生物相容性、机械性能和与骨组织相近的弹性模量等被广泛应用于口腔种植领域。目的:综述近年来钛金属种植体材料表面物理改性、化学改性和生物化学改性策略的研究进展。方法:以"titanium,implant,surfac emodification,osseointegration"为检索词,检索PubMed数据库,以"钛,种植体,表面改性,骨整合"为检索词,检索中国知网数据库,限定时间范围为2007年1月至2013年2月。文献检索语种为英文和中文。纳入内容与钛种植体表面改性方法及其对骨整合影响密切相关的文献,排除重复文献。结果与结论:计算机初检得到199篇文献,根据纳入排除标准,对其中76篇文献进行分析。钛种植体本身是生物惰性材料,通过表面改性对钛金属表面进行活化处理,使之具有生物功能性,与骨组织形成早期骨整合,是国内外口腔种植材料研究的热点问题。物理改性、化学改性和生物化学改性可缩短钛种植体种植周期,获得早期骨整合和更高的结合强度。今后的发展趋势是将多种改性方法有机结合,从分子水平深入研究钛金属材料表面与机体细胞和组织之间的界面分子作用机制,完善种植体的表面改性技术,实现种植体和骨组织的早期和更加稳定的骨整合。

钛合金经皮植入式假肢骨内固定植入体表面经生物陶瓷改性后与骨整合的研究

通过对钛合金经皮植入式假肢的的骨内固定植入体表面进行生物陶瓷改性,以研究经改性过的植入体与其宿主骨整合的能力。采用羟基磷灰石喷涂和微弧氧化两种生物陶瓷改性工艺,对骨内固定植入体进行改性处理,将改性过的植入体植入山羊后腿胫骨,术后8周取标本行组织学观察,见两种生物陶瓷改性的植入体均可与宿主骨形成严密整合。计算宿主骨组织与植入体整合率,发现经生物陶瓷表面改性的植入体与宿主骨组织整合率显著高于未经生物改性的对照组植入体(p<0.01),而羟基磷灰石喷涂组和微弧氧化组与宿主骨整合率的差别无统计学意义(p>0.05),说明羟基磷灰石和微弧氧化两种陶瓷层都具有很强的诱导骨生成能力,经其表面改性的骨内固定植入体能与宿主骨形成紧密整合。

骨整合义耳修复创伤性全耳廓缺损

目的探讨骨整合义耳修复创伤性全耳廓缺损的可行性和临床效果。方法回顾性分析19例创伤性全耳廓缺损采用骨整合义耳修复患者。其中先天性小耳畸形全耳再造失败者12例,硫酸烧伤1例,高温铝水烫伤1例,车祸所致4例,刀砍伤1例。所有病例得到随诊,时间3～5年。结果所有患者均1次治愈,有一个形态逼真、色泽自然的外观,用骨整合方法固位的义耳配戴稳定,对日常生活无影响。结论骨整合义耳修复方法简便、创伤小、治疗周期短,无并发症,效果满意。对全耳再造失败者是一有效的治疗补救,对耳廓连同周围组织大面积缺损后瘢痕愈合者是可优先选择的方法。

TM种植体的表面特征与骨整合

目的 对TM种植体的最佳表面特征进行研究。方法 选用 3种不同表面特征的TM种植体 ,建立山羊下颌骨种植模型。通过骨—种植体硬组织切片 ,观察了骨—种植体界面。结果 粗化处理有利于骨整合的发生 ,低结晶度的生物活性陶瓷涂层更有利于骨整合 ,且便于倒楔形间隙的骨形成。

阿伐他汀激活wnt/β-catenin信号通路促进骨质疏松模型大鼠移植物的骨整合（英文）

背景:最近研究报道阿伐他汀可减少骨流失和骨折,但其对移植物骨整合的影响尚未可知。目的:探讨阿伐他汀在骨质疏松症动物模型中对移植性骨整合的作用及相关作用机制。方法:将48只SD大鼠随机分为假手术组,卵巢切除组,10,20 mg/(kg·d)阿伐他汀治疗组。除假手术组外,其他各组均进行卵巢切除手术和骨移植。干预12周后检测各组大鼠椎骨骨密度,移植物骨整合率及移植物抗拔强度。另外,用阿伐他汀处理大鼠的成骨细胞,酶联免疫法检测细胞中骨形成及骨吸收生物指标的表达情况,RT-PCR检测wnt信号通路相关基因的mRNA表达水平。结果与结论:20 mg/(kg·d)阿伐他汀治疗组大鼠的骨密度、骨整合率及移植物抗拔强度均明显高于卵巢切除组(P<0.05)。用阿伐他汀处理的大鼠成骨细胞中碱性磷酸酶、骨钙蛋白及骨保护素表达水平明显升高(P<0.05),破骨细胞分化因子核因子κB受体活化因子配体的表达显著降低(P<0.05)。阿伐他汀治疗组明显提高低密度脂蛋白相关蛋白5和连环蛋白的mRNA表达(P<0.05),抑制Wnt信号通路抑制剂DKK1和骨硬化蛋白Sost的表达(P<0.05)。结果证实,阿伐他汀可通过上调Wnt/β-catenin信号通路,促进骨质疏松模型大鼠移植物的骨整合。