人工活性骨内部微细胞构建的实验研究

目的探讨利用快速成型技术(RP)制作特定外形的多孔β磷酸三钙(β-TCP)构建人工活性骨进行骨缺损修复的可行性。方法将24只新西兰大白兔制作右侧桡骨标准骨缺损不愈合模型,采用RP技术SL法制作具与兔桡骨缺损外形一致的多孔β-TCP支架,并该组大白兔分为2组,A组通过多孔β-TCP支架+真空冻干吸附技术复合BMP,构建人工活性骨;B组单纯采用多孔β-TCP支架,然后在槽形支架中植入自体松质骨,术后2、4、8、12周行影像学、组织学、成骨量、生物力学和骨密度的观测。结果两组材料在植入后12周后,均出现牢固的骨连接,但A组在成骨量、骨密度及生物力学指标方面优于B组(P<0.05)。结论利用RP技术进行人工活性骨的构建是可行,多孔β-TCP复合支架有利于提高体内新骨生成,达到临床修复的目的 。

基于CT/RE/CAD技术的人工活性骨数字化仿真设计

为了实现人工骨植入体内的有效活化,提出基于CT图像、RE(逆向工程)和CAD技术的人工骨三维活化结构数字化设计方法。首先对患者需要人工替代骨的部位健侧进行CT扫描,获得其二维断层扫描图像,利用图像处理技术及RE(逆向工程)技术实现个性化人工替代骨表面复杂曲面数字化三维模型重建,然后再结合三维CAD建模技术分别设计符合一定孔隙率的骨骼外形结构和内部结构,最后将骨骼外形复杂曲面数据与骨骼外形结构/内部结构合并、组装得到仿生的人工骨活化结构支架设计模型。

利用快速成型技术制造人工生物活性骨

以快速成型、三维重构和生物学技术为基础 ,建立了新型人工生物活性骨工程化制造系统 .该系统制作的人工骨外形与被替代骨一样 ,内部都具有模拟真实骨组织微管系统的三维网架结构 ,可通过骨生长因子和活体细胞的复合 ,使其具有生物活性 ,因此弥补了传统生物填充材料由于缺乏活性而无法实现骨诱导的缺陷 .动物实验的结果表明 ,所制造的内部仿真结构 ,为人工骨的快速活化和新生骨细胞的三维并行生长提供了理想的空间条件 ,其中骨引导和骨诱导的双重机制可有效地加速骨组织的生长 。

大段仿生活性人工骨修复犬长骨缺损的实验研究

[目的]观察大段活性人工骨对大动物骨缺损的修复效果,了解材料的降解性。[方法]以快速成形技术制备犬用PLLA.cTCP大段人工骨载体材料,按3 mg/块材料的标准复合rhBMP-2制备犬用大段活性人工骨。以犬桡骨2.0 cm骨缺损为实验模型,将大段活性人工骨(实验组)和单纯载体材料(对照组)植入骨缺损,通过影像学、组织学、生物力学检查评价骨缺损的修复效果,通过图像分析仪分析材料的降解情况。[结果]影像学检查表明,实验组术后12周骨痂与断端完全连接,术后24周骨痂塑形良好。对照组术后24周无骨痂生长,缺损未修复。组织学检查证明,实验组术后12周骨痂外层形成板层骨,中央形成小梁骨及骨髓组织,材料部分吸收;术后24周,骨痂板层骨致密,小梁骨减少,骨髓组织增多,材料进一步降解。对照组术后12周纤维组织将材料包裹并长入其中,材料部分降解;术后24周材料被纤维组织分割包裹,材料进一步降解。术后12周实验组和对照组的降解率分别为43.2%和35.7%,术后24周58.4%和45.4%。生物力学检测证明,术后24周实验组桡骨的抗弯强度超过正常骨的强度。[结论]PLLA.cTCP大段活性人工骨对大动物骨缺损有良好的修复效果,材料的降解性还需要改善。

新型人工生物活性骨的仿生制造研究

提出了基于快速成形和生物医学技术的人工生物活性骨制造方法,能通过适当的材料和成型工艺制作出模拟真实骨骼内部组织的三维孔腔结构和内孔三维网状构架,并填入自固化磷酸钙骨水泥和生物活性因子到孔腔中来制备生物活性骨。本研究通过动物实验验证了植入骨的生物学性能,说明该方法有效可行,较好地实现了先进制造与生物活性的复合一体化。

新型生物活性陶瓷复合人工骨成骨效应的实验研究

目的 探讨新型生物活性陶瓷复合材料成骨效应 ,为人工骨替代材料临床应用提供依据。 方法 小鼠 96只 ,随机分为 4组 ,每组 2 4只。采用具有诱导活性的骨形成蛋白 (bone morphogenetic protein,BMP)分别与羟基磷灰石 (hydroxyapatite,HA)、磷酸三钙 (tricalcium phosphate,TCP)、胶原复合羟基磷灰石 (collagen HA,CHA)及氟化羟基磷灰石 (fluoridated HA,FHA)复合 ,将 4种复合材料 (HA/ BMP,TCP/ BMP,CHA/ BMP及 FHA/ BMP)分别植入 4组小鼠左侧股部肌肉内为实验侧 ,右侧分别植入 HA、TCP、CHA及脱钙牙基质 (decalcified dentin matrix,DDM)作为对照 ,在 1、3、5及 7周取材作大体观察、组织形态学、扫描电镜观察及生化测定。 结果 各组实验侧及第 4组对照侧植入后 1周软骨形成 ,第 1～ 3组对照侧为纤维结缔组织 ;3周时各组实验侧均有较多的成熟骨组织 ,组织碱性磷酸酶 (alkalinephosphatase,AL P)染色均为阳性。各组对照侧材料被结缔组织包囊 ,AL P染色阴性 ,未见骨组织形成。各组实验侧材料AL P活性及磷 (phosphrus,P)检测水平明显高于相应的对照侧材料 ,实验侧与对照侧比较具有统计学意义 (P<0 .0 5 ) ,而 TCP/ BMP复合材料明显高于另 3种复合材料 ,有统计学意义 (P<0 .0 5 )。5。

高生物活性复合人工骨修复骨缺损的实验研究

目的 :探讨载有转化生长因子 β1(TGF- β1) ,具有高生物活性复合人工骨修复骨缺损的价值。方法 :建立SD大鼠下颌骨缺损模型。采用组织学和分子生物学 Slot Blot杂交法 ,检测羟基磷灰石复合 TGF- β1实验组 ,单纯羟基磷灰石对照组 ,无材料修复的空白对照组在骨缺损愈合过程中的组织学及 型胶原 m RNA的表达状况。结果 :实验组的新骨形成及 型胶原 m RNA的表达水平最高。结论 :提示载有 TGF-

脱矿骨基质明胶复合块状生物活性陶瓷人工骨修复下颌骨缺损的实验研究

本文作者采用同种脱矿骨基质明胶（ＢＭＧ）表面复合的人工骨植入缺乏骨膜的狗下颌骨骨缺损区，于术后４周、１２周、２０周进行组织学观察，四环素标记。发现随着ＢＭＧ的吸收，局部有多量的新骨生成，并可在人工骨表面沉积或长入其孔内；而对照组各期均未见有新骨形成。此结果表明复合植入能使人工骨表面产生骨性封套层，从而增加了生物活性陶瓷人工骨的韧性、抗折强度，提高了修复质量。

应用快速成型技术重建人工颅骨

应用CAD/CAM技术和快速成型技术,建立个性化设计、制造人工颅骨的快速响应体系。通过螺旋CT扫描、CAD三维重建成像、三种快速成型工艺,制成与患者颅骨缺损部位几何形态相同的个性化实体模型,应用翻模工艺和EH复合型生物活性人工骨材料,制成患者骨修复治疗用颅骨。结果显示人工颅骨几何外形与骨缺损部位非常吻合,与健康侧对称,临床效果非常满意。三种快速成型工艺中,选择性激光烧结法工艺较适合于个性化实体模型制作。完成整个制作流程的最快时间为2d。应用快速成型技术重建颅骨制作系统为颅骨缺损患者提供了一种可有效提高临床治疗效果和修复美学效果的新技术。

基于快速原型技术的定制化人工半膝关节复合系统的研究

目的传统方法制造的人工半膝关节存在个体匹配性、排异性及纯机械固定易松动等问题,为此设计基于快速原型(RP)的定制型人工半膝关节复合系统的制造方法。方法首先利用快速原型技术快速准确地制作出与人体半膝关节形状相匹配的人工植入体原型,然后分别运用钛合金离心铸造和生物材料烧结成型技术制作出人工金属半膝关节和胫骨近端活性人工骨。结果和结论利用快速原型技术制作出了人工半膝关节和胫骨近端活性人工骨。与传统植入体相比,该系统可实现人工半膝关节和对侧半膝关节面的匹配运动,而且功能孔和髓内钉的设计实现了植入体的生物固定和机械固定相结合,大段生物活性人工骨的复合促进了成骨生长,将排异反应减至最低。

颅颌骨假体修复颅颌骨缺损技术已申请国家发明专利

上海交通大学医学院附属第九人民医院陈德敏教授领衔的课题组经过悉心研究和改良创新，通过计算机三维重建和快速成型技术，并结合应用具有良好骨结合性和成型性的生物活性人工骨，成功地将患者颅颌骨缺损部位的螺旋CT扫描数据快速转换并定制出与缺损骨几乎外形一致的个性化人工颅颌骨假体，用以修复患者的颅颌骨缺损部位。这项技术已申请国家发明专利。

一种新型生物活性人工骨的制备及成骨活性的研究

目的 研制CPC/BMP复合人工骨 ,检测其成骨活性。 方法 制备CPC/BMP及CPC骨块 ,扫描电子显微镜观察表面结构。用小鼠肌袋植入实验观察材料的成骨活性。 结果 BMP在CPC中呈微球状均匀分布。CPC植入小鼠肌袋内不能诱导成骨 ,CPC/BMP植入后 1周有软骨细胞出现 ,2周有编织骨 ,4周以后小梁骨生成 ,16周出现成熟的板层骨。同时材料出现降解迹象。有机质含量、碱性磷酸酶浓度在CPC/BMP组出现升高 ,扫描电镜结果同样证实有新骨形成。 结论 CPC/BMP生物活性人工骨可异位诱导成骨 ,可望成为新型的骨缺损修复材料。

大段仿生活性人工骨修复兔长骨缺损的实验研究

目的观察以聚左旋乳酸、磷酸三钙、重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)制备的大段仿生活性人工骨对骨缺损的修复效果。方法利用快速成形技术制备多孔状的聚左旋乳酸-磷酸三钙大段人工骨载体材料,负压复合rhBMP-2后制备成大段仿生活性人工骨。将36只新西兰大白兔随机等分为三组,手术造成右前臂桡骨中上段15mm骨缺损。实验组植入15mm仿生活性人工骨,对照组a为材料对照,对照组b为空白对照。通过影像学、组织学、骨密度检查及图像分析技术观察骨缺损的修复效果及材料的降解情况。结果①影像学结果表明,实验组术后12周新生骨痂将缺损修复,修复率100%,术后24周骨痂塑形良好。两对照组术后24周内均无骨痂形成,缺损未修复。②组织学显示:实验组术后12周骨痂外层为皮质骨,中央为含有骨岛的载体材料,术后24周骨痂皮质骨与材料之间形成贯通的髓腔;材料对照组术后12周缺损区为纤维组织包裹的载体材料,空白对照组形成纤维连接。③实验组术后12、24周的骨密度值分别为正常值的70.6%和96.8%。④术后12周实验组和材料对照组的降解率分别是38.3%和31.4%,术后24周分别为54.2%和43.4%。结论以聚左旋乳酸、磷酸三钙和rhBMP-2制备的大段仿生活性人工骨对骨缺损具有良好的修复作用。