新型玻璃骨植骨微创治疗胫骨平台骨折的初步疗效

目的探讨自行研制的棒状玻璃骨植骨治疗胫骨平台骨折的初步疗效。方法回顾性分析2019年1月至2019年2月于河北医科大学第三医院创伤急救中心应用微创复位加新型玻璃骨条植骨治疗的4例胫骨平台患者资料。男2例,女2例;年龄31~67岁,平均42岁;左侧3例,右侧1例。按照Schanzker分型:Ⅱ型3例,Ⅲ型1例;依据张氏胫骨平台骨折综合分型,均为Ⅰ型。所有患者在全身麻醉下通过张氏牵引复位器和自制的顶棒复位骨折,选择合适大小的玻璃骨棒沿骨隧道植入。透视结果满意后使用小切口置入接骨板,再次透视验证后缝合切口。术中进行关节镜检查,测量骨折移位程度,记录每位患者的手术时间、切口长度、置入导针所需的透视次数、术中出血量、术后短期并发症发生率。结果4例患者平均手术时间37.5 min,切口总长度平均7.0 cm,置入导针所需透视次数平均为8.8次,术中出血量40.0 mL。所有患者切口均一期愈合,有2例患者术后出现小腿肌间血栓,无术后感染病例,无相关并发症发生。结论张氏微创复位法结合自行研制的棒状玻璃骨植骨治疗胫骨平台骨折的初步效果肯定,但还需要进一步扩大病例,延长随访时间,从而获得更加可靠的研究结论。

玻璃基多孔骨水泥的制备和性能研究

将SiO2-CaO-P2O5系统生物活性玻璃粉末、甘露醇和磷酸铵调和液均匀混合制得多孔玻璃基骨水泥。利用XRD、FTIR和SEM对骨水泥的晶相和显微结构进行了观察和分析,并对其显气孔率和力学强度进行了测试。实验结果表明,随着浸泡时间的增加,骨水泥固化体中生成了HAP晶体,HAP晶体呈短柱状,交织分布于玻璃颗粒间隙,尺寸大约为200nm;甘露醇晶体能在生理模拟液的浸泡下降解,降解后留下的孔隙显著增加了骨水泥的显气孔率,并且随着甘露醇含量的增加而增加,而体积密度和力学强度则呈下降的趋势。

碳纤维对多孔玻璃基生物骨水泥性能的影响

以碳纤维为增强材料对具有较高孔隙率的骨水泥进行补强,利用FTIR和SEM对碳纤维表面晶体组分和骨水泥的显微结构进行了观察和分析,并对骨水泥的力学强度进行了测试。试验结果表明,硝酸氧化处理改善了骨水泥和碳纤维之间的界面结合,碳纤维的长度和添加量都会对骨水泥的力学强度造成影响。同时,碳纤维"井"字形添加工艺也能起到增强骨水泥的作用。

玻璃基生物骨水泥内部纳米羟基磷灰石的形成研究

以CaO SiO2 P2O5系统生物玻璃和磷酸铵调和液混合制得玻璃基生物骨水泥(GBC),利用XRD、FTIR和SEM对GBC的产物晶相、化学组成和内部显微结构进行了分析,并对其力学性能进行了测试。实验结果表明,随着浸泡时间的增加GBC中的玻璃相逐步向羟基磷灰石(HAP)微晶转化,生成的磷灰石为弱结晶度的类骨状碳酸羟基磷灰石微晶,这些微晶主要分布于玻璃粉末的界面之间,端面尺寸在30～50nm,这表明GBC中所生成的HAP晶体与人体骨有很大的相似性,因而会具有良好的生物活性。对力学性能测试的结果表明,随着浸泡时间的增加GBC的抗压强度逐步增加,在30天时可达到80MPa。因而GBC不仅具有良好的生物活性,而且具有一定的力学强度。

自固化玻璃基生物骨水泥在人体模拟液中的微观结构及力学性能

通过实验研究自固化玻璃基生物骨水泥(glassbasedbonecement,GBC)的显微结构及力学性能,讨论了显微结构对GBC生物活性和力学性能的影响。实验结果表明:通过浸泡于人体模拟液(simulatedbodyfluid,SBF)中,GBC内部会生成具有良好的生物活性类骨状磷灰石(hy droxyapatite,HAP),这些HAP的近似球状和柱状,端面尺寸在30～50nm,且交错生形成玻璃基骨水泥的自固化,提高内部结构的致密性,同时类骨状HAP晶体有利于增强GBC的力学性能。

固化液组成对磷灰石/硅灰石生物玻璃骨水泥性能的影响

为了进一步提高磷灰石/硅灰石(apatite-wollastonite,AW)生物玻璃骨水泥的性能,采用不同组成的柠檬酸/磷酸盐溶液作为固化液,与溶胶-凝胶法制备的AW生物玻璃调合制备了AW-玻璃骨水泥(AW-glassbone cement,AW-GBC)。利用X射线衍射和扫描电镜对骨水泥的晶相组成和显微结构进行了研究,探讨了固化液组成对骨水泥固化时间、生物活性及力学性能的影响。结果表明:采用柠檬酸/K2HPO4/KH2PO4复合固化液制备的骨水泥固化后,浸泡于模拟体液7d,即生成较多的羟基磷灰石,且抗压强度较高,说明复合固化液更有利于获得较高生物活性和力学性能的AW生物玻璃骨水泥。

玻璃基生物骨水泥的研究进展

骨水泥的发展经历了几个不同的阶段,从聚甲基丙烯酸骨水泥和磷酸钙骨水泥,直到近期的玻璃基生物活性骨水泥.在这一发展过程中,骨水泥的力学性能和生物学性能不断得到改善,其应用也越来越广泛.综述了骨水泥,特别是玻璃基生物活性骨水泥的研究进展,并对影响骨水泥性能的因素进行了讨论,指出了该领域今后可能的发展方向.

可降解手术缝合线复合多孔玻璃基生物骨水泥的制备和性能研究

以可降解手术缝合线作为造孔剂添加在多孔骨水泥中,生成连通孔道。与骨水泥中甘露醇降解形成的立方体小孔共同构成树枝状孔隙结构,进而更好地诱导骨组织的长入。实验采用EDTA法测定了钙离子离析浓度,利用体视显微镜和SEM对连通孔道内表面的显微结构进行了观察和分析。试验结果表明,缝合线的降解有助于羟基磷灰石的生成;1.5倍SBF环境液中,骨水泥中缝合线在初期降解不明显,15d时达到降解高峰;30d后骨水泥内部生成树枝状体系孔隙结构。

自体松质骨加骨玻璃植入治疗缺血性股骨头坏死——犬股骨头骨缺损模型初步实验研究

目的:探讨使用人工合成骨移植替代材料——骨玻璃部分或完全代替自体骨移植,用于保存自身股骨头手术中充填股骨头骨缺损灶。方法:实验犬12只随机分为3组,每组4只,单侧髋制作成股骨头骨缺损模型,对侧髋作为对照。Ⅰ组植入自体松质骨;Ⅱ组植入自体松质骨加骨玻璃;Ⅲ组植入骨玻璃。对实验侧和对照侧犬股骨头行大体观察、X线检查、力学性质测定和组织学观察。结果:共10只犬术后存活4个月。大体观察:只有Ⅰ组1髋未发生塌陷,三组间平均塌陷高度无显著差异。X线检查:Ⅲ组塌陷高度显著高于Ⅰ、Ⅱ组。组织学观察:回植愈合的软骨帽软骨均出现软骨增厚纤维化,Ⅰ组和Ⅱ组的植入物区均出现骨小梁粗大、骨细胞量增加新生骨形成、骨髓腔小;Ⅲ组的植入物区呈现类粗大骨小梁样改变但骨细胞样结构量少,无新生骨形成。股骨头压应力强度测定:Ⅰ组对照侧与实验侧间无显著差异;Ⅱ组和Ⅲ组对照侧与实验侧间差异显著。结论:对股骨头缺血坏死实验犬植入自体骨和植入自体骨加骨玻璃后,组织学和影像学均显示愈合良好。采用“活门板”式手术充填股骨头骨缺损灶时骨玻璃可部分替代自体骨。

颗粒状β-TCP对玻璃基骨水泥性能的影响

在玻璃基生物骨水泥中掺加不同含量及粒径的颗粒状β-磷酸三钙(β-TCP),制得复合玻璃基骨水泥,在生理模拟液(SBF)中浸泡,并在不同时间取出对其微观结构和力学强度进行分析。结果表明:颗粒状β-TCP的加入有利于促进骨水泥中羟基磷灰石(HAP)的生成,由于β-TCP的降解,骨水泥的气孔率提高,力学强度下降;并且加入的颗粒状β-TCP的含量及粒度对骨水泥的强度有明显的影响。本实验在加入合适的颗粒状β-TCP下得到了一个相对较好的配比方案,使试样的气孔率和力学强度均达到较好的水平。

明胶微球玻璃基骨水泥的制备及性能研究

以生物活性SiO2-CaO-P2O5-CaF2系统玻璃粉末为基体,以磷酸铵溶液为固化液,添加明胶微球,制得了明胶微球多孔玻璃基骨水泥。将骨水泥于置37℃的生理模拟液(SBF)中浸泡后,利用pH计、XRD、SEM和力学试验机等对浸泡液的pH值和钙离子浓度,以及浸泡产物的晶相、显微结构和力学性能等进行了观测和分析。结果表明,明胶微球的加入使玻璃基骨水泥从高pH值降至略大于7.0的弱碱性,并加快了骨水泥对钙离子的吸收和羟基磷灰石(HAP)的生长,使玻璃基骨水泥体现出更好的生物活性。在明胶微球含量为5%(质量分数)时,浸泡后形成的骨水泥的孔隙率接近80%,而其抗压强度仍可达5MPa以上。

可降解生物活性玻璃丝贯穿骨水泥的制备和性能研究

以硼硅酸盐玻璃丝作为增强材料,对具有较高孔隙率的骨水泥进行补强,利用SEM对骨水泥的显微结构进行了观察和分析,并对骨水泥的力学强度进行了测试。结果表明硼酸盐玻璃降解有助于环境中HAP的生成,30d后玻璃丝与骨水泥界面良好键合形成统一体,并且30d中骨水泥力学强度处于稳步增长态势。

-βTCP对玻璃基骨水泥显微结构的影响

以生物活性玻璃粉末SiO2-CaO-P2O5系统玻璃、-βTCP和磷酸铵调和液均匀混合制得多孔玻璃基骨水泥,利用XRD、FTIR和SEM对多孔骨水泥的晶相、化学组成和显微结构进行了观察和分析,并对其显气孔率进行了测试。实验结果表明,随着浸泡时间的增加,-βTCP促进了HAP晶体的生成和完善,HAP晶体呈短柱状,交织分布于玻璃颗粒间隙,尺寸大约为200nm。对试样显气孔率测试结果表明,-βTCP的降解显著增加了骨水泥的显气孔率,并且随着-βTCP含量的增加而增加。

β-磷酸三钙对玻璃基骨水泥显微结构的影响

以CaHPO4.2H2O和CaCO3为原料,采用固相反应法制备β-磷酸三钙(TCP),并将其掺加到玻璃基生物骨水泥中制成复合骨水泥,浸泡在人体模拟体液(SBF)中,研究其显微结构的变化.结果表明,通过湿式粉碎和固相反应法可以制得晶体发育良好、纯度高的-βTCP粉末;复合骨水泥试样中的-βTCP在SBF溶液的浸泡下会逐步降解,从而制得具有较高孔隙率的骨水泥.

气体发泡剂—NaHCO_3和C_6H_8O_7对可注射多孔硼酸盐玻璃基骨水泥性能的影响（英文）

硼酸盐玻璃具有优异的生物相容性、降解性和骨传导性,在骨组织修复领域受到一定的关注。目前,硼酸盐玻璃的主要应用形式是支架和微球,而有关硼酸盐玻璃基骨水泥的制备及性能研究却较少涉及。基于孔隙在骨组织修复材料工程领域中的重要作用,本研究以NaHCO_3和柠檬酸为气体发泡剂制备可注射的多孔硼酸盐玻璃基骨水泥,通过SEM、XRD和FTIR等方法表征其对骨水泥性能的影响。结果表明:发泡骨水泥具有良好的注射性,其注射率高达80%。SEM形貌照片显示骨水泥中大孔已被成功引入,且孔隙连通,其孔径介于10μm到800μm之间。浸泡结果表明,发泡骨水泥失重率明显提高。PBS溶液中浸泡30 d后,发泡骨水泥的失重率高达70%,而非发泡的骨水泥的失重率只有50%。此外,XRD和FTIR的结果表明,浸泡产物为羟基磷灰石(HA)。ATR的结果进一步证明了BBG和PBS溶液的反应机理,表明BBGC中孔隙的引入大大加快了其降解,促进了矿化反应的进行。

不同模拟体液对硼硅酸盐生物活性玻璃基骨水泥矿化性能的影响

硼硅酸盐生物活性玻璃基(Borosilicate bioactive glass-based,BBG)骨水泥由于其优异的生物活性和生物降解性,在治疗骨质疏松性骨折以及骨肿瘤、骨创伤、骨髓炎等疾病方面具有重要的应用前景,受到人们的广泛关注。为进一步了解氨基酸对其植入生物体内后的矿化影响,本研究在常规的SBF溶液中添加了不同种类及浓度的氨基酸物质,重点研究对植入体表面形貌的影响。同时为在矿化过程中同步形成白磷钙矿(Whitlockite,WH)和羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA),调整了SBF溶液的温度以及酸碱度和Mg^(2+)浓度,研究了不同SBF溶液中BBG骨水泥表面形成的矿化产物。研究结果表明,不同的氨基酸及浓度的变化对矿化产物的影响有较大差异,天冬氨酸和赖氨酸的浓度变化影响矿物的长径比,而甘氨酸对矿物形貌的影响较小。将硼硅酸盐生物活性玻璃压片放置在70℃下的高Mg^(2+)浓度的酸性(pH=3.5)SBF溶液中浸泡一定时间后,能够获得HA/WH的复相矿物。

磷灰石/硅灰石生物玻璃基骨水泥的溶胶-凝胶法制备及性能

为了获得高性能的玻璃基骨水泥,采用溶胶–凝胶法制备了磷灰石/硅灰石(apatite/wollastonite,AW)生物玻璃,将其作为固相粉末与柠檬酸固化液均匀混合制得了AW玻璃基骨水泥(glass-based bone cement,GBC),探讨了溶胶–凝胶法制备的AW生物玻璃作为GBC固相粉末的可能性。用X射线衍射、红外光谱和强度测试仪对不同温度热处理的AW生物玻璃粉末的晶相转变以及骨水泥在人体模拟体液中浸泡不同时间后的晶相组成和抗压强度进行了研究。结果表明:AW生物玻璃粉末经700℃热处理后形成了硅灰石和羟基磷灰石晶相,且温度越高晶相越完整;以900℃热处理后的AW生物玻璃粉末作为固相所制备的GBC随着浸泡时间的增加,骨水泥固化体中生成了更多量的CaCO3晶体及少量的羟基磷灰石晶体,且此种GBC的抗压强度最大。

AW玻璃基骨水泥的制备及其结构性能表征

以AW生物玻璃与柠檬酸/磷酸氢钾复合固化液混合制得玻璃基生物骨水泥(GBC),利用XRD、FTIR和SEM对GBC的产物晶相、化学组成和显微结构进行了分析,并对其力学性能进行了测试。结果表明,GBC在固化反应后就已经有羟基磷灰石(HA)晶相生成;随着GBC在SBF中浸泡时间的延长,又生成了少量碳酸钙晶体,且HA晶相数量增多,抗压强度在7 d时达到最大值,骨水泥呈现多孔结构。

明胶/硼酸盐玻璃基复合材料体系中固相粒度对骨水泥性能的影响

采用液相-气体复合发泡的方法,制备了可注射的多孔明胶/硼酸盐玻璃基骨水泥(GBBGC),重点探索固相粉体粒度变化对骨水泥性能的影响。研究表明:随着固相中颗粒度的减小,骨水泥的注射率基本不变,均在90%以上,但骨水泥的注射压力却随之增大,注射难度增加。四组GBBGC样品的抗压强度均大于2MPa,介于松质骨强度2~12MPa范围内。且随着颗粒度的减小,GBBGC的抗压强度增大,凝结时间缩短,抗溃散性能得到改善。其中,S3样品的注射率可达95%,开口孔隙30%,抗压强度为4.28±1.05MPa,性能较为理想,值得进一步的探索。