3D打印支架修复感染性骨缺损

背景:目前感染性骨缺损的治疗存在病程长、治疗效果不佳及花费较高等问题,并且临床治疗使用个性化骨替代材料的成骨作用有限,故临床治疗亟需一种兼具良好成骨效果和抗菌作用的3D打印植骨材料。目的:总结负载抗菌制剂3D打印支架用于感染性骨缺损的研究现状。方法:检索2010年1月至2022年6月PubMed、Web of Science、Elsevier及中国知网收录的相关文献,中文检索词为“骨缺损,3D打印,支架材料,抗菌,动物实验,体外实验”,英文检索词为“bone defect,3D printing,scaffold,antibiosis,animal experiment,in vitro”,最终纳入60篇文献进行综述分析。结果与结论:钛、镁、钽等金属及其合金制备的3D支架具备一定成骨性能,但不具备抗菌功能。羟基磷灰石等生物陶瓷材料的生物相容性好、易降解,但因强度不够通常与人工高分子聚合物材料结合成复合材料,分别模仿天然骨中的无机成分和有机成分,发挥各自优良功能。抗生素、纳米银/铜、抗菌肽、镓元素等抗菌制剂分别通过破坏细菌细胞膜、产生活性氧干扰细菌DNA复制、抑制铁元素吸收等机制来发挥抗菌作用,使3D打印支架兼具抗菌及成骨的双重作用,但目前仍存在耐药性及有效浓度难以控制等问题。3D打印支架常通过支架负载载药微球、支架表面制备抗菌涂层、抗菌制剂与支架材料混合打印等方法负载抗菌制剂,其中支架表面制备抗菌涂层的负载方式应用最为广泛、抗菌作用发挥也更稳定,然而针对抗菌制剂种类选择最为匹配的负载方式需进一步探讨总结。优化复合支架材料的机械性能、制备仿生骨支架材料,使其降解速度与感染性骨缺损中的骨重建速度相吻合是未来的研究方向。理想的抗菌制剂须通过多种抗菌机制发挥作用,期望通过较低抗菌浓度发挥良好抗菌作用是抗骨感染研究的热点。将抗菌制剂负载在支架表面后,抗菌制剂对局部微环境发生“智能化”反应达到可控释放,同时调控微环境成骨、血管化及免疫反应,是目前研究关注的焦点。

万古霉素骨水泥对感染性骨缺损骨折愈合的影响

目的探究万古霉素骨水泥对感染性骨缺损患者骨折愈合及炎症因子水平的影响。方法选取2019年1月至2020年12月贵阳市第四人民医院收治的64例感染性骨缺损患者作为研究对象,按照随机数字表法将其分为对照组(32例)与研究组(32例),对照组接受常规清创引流治疗,研究组在对照组基础上采用万古霉素复合型骨水泥植入治疗,比较两组患者骨折愈合优良率、炎症因子改善情况以及术后肢体功能恢复情况。结果研究组患者的骨折愈合优良率、术后关节功能恢复优良率高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。术后,两组患者白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、红细胞沉降率(ESR)、C反应蛋白(CRP)、白细胞计数(WBC)水平低于本组术前,研究组患者IL-6、TNF-α、ESR、CRP、WBC水平低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。术后,两组患者平均通过时间(MTT)短于本组术前,血容量(BV)、血流量(BF)水平高于本组术前,研究组患者MTT短于对照组,BV、BF水平高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。术后,两组患者血管内皮生长因子(VEGF)、转化生长因子β1(TGF-β1)、骨形态发生蛋白2(BMP-2)水平高于本组术前,研究组患者VEGF、TGF-β1、BMP-2水平高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论对感染性骨缺损患者实施万古霉素复合型骨水泥植入治疗可有效降低炎症因子水平,促进患者骨折愈合,改善肢体功能。

磷酸钙复合重组人骨形态发生蛋白2修复和重建胫骨感染性骨缺损

背景:尽管Masquelet技术在临床的应用取得了广泛成功,但目前优化该技术各个环节的研究仍在不断开展,其中加快植骨后骨愈合速度、缩短骨愈合时间是医生关注的焦点。目的:观察磷酸钙复合重组人骨形态发生蛋白2材料修复胫骨感染性骨缺损的效果。方法:选择2017年6月至2022年6月简阳市人民医院收治的感染性胫骨缺损患者31例,均接受Masquelet技术分期治疗,二期手术根据植骨材料的不同分为对照组(n=15)与研究组(n=16),对照组植入异体骨/自体骨颗粒,研究组植入磷酸钙复合重组人骨形态发生蛋白2/自体骨颗粒。二期术后6个月,检测患者外周血白细胞数、C-反应蛋白、血沉等炎性指标,记录影像学骨愈合时间、骨愈合X射线评分、骨缺损愈合分级和邻近关节功能,观察是否存在钉道感染、植入吸收、取骨区疼痛、感染等情况。结果与结论:①两组患者二期术后6个月外周血白细胞计数、血沉、C-反应蛋白水平均低于一期术前(P<0.05),两组间各指标比较差异无显著性意义(P>0.05);②研究组骨愈合时间短于对照组(P<0.05);③研究组患者二期术后6个月的骨愈合X射线评分高于对照组(P<0.05),骨缺损愈合优良率与邻近关节功能优良率均高于对照组(P<0.05);两组间感染复发率与并发症发生率比较差异均无显著性意义(P>0.05);④结果表明,Masquelet技术二期术中应用磷酸钙复合重组人骨形态发生蛋白2治疗胫骨感染性骨缺损的愈合效果良好、安全性高。

VSD技术联合Masquelet技术治疗长骨感染性骨缺损的临床疗效分析

目的:分析负压封闭引流(VSD)技术联合Masquelet技术治疗长骨感染性骨缺损的临床疗效。方法:选择南华大学附属南华医院2020年1月至2021年7月收治的20例长骨感染性骨缺损患者为研究对象,按随机数表法将其分为对照组和研究组,各10例。两组均采用Masquelet技术治疗,对照组在此基础上运用普通灌洗引流,研究组运用VSD技术持续冲洗。对比两组术前及术后1、3、7 d的降钙素原(PCT)、C反应蛋白(CRP)、红细胞沉降率(ESR)、白细胞计数(WBC),并记录清创手术次数、骨水泥置入后8周的骨形态发生蛋白(BMP)含量,同时在术后1、2、3、6、8、12个月进行随访,评估患者的骨缺损愈合情况。结果:术前,两组的PCT、CRP、ESR、WBC无明显差异(P>0.05);术后1、3、7 d,研究组的PCT、CRP、ESR、WBC均低于对照组(P<0.05)。研究组的清创手术次数少于对照组(P<0.05)。术中两组的BMP含量无明显差异(P>0.05);骨水泥置入后8周,研究组的BMP含量高于对照组(P<0.05)。术后1、2、3、6、8、12个月,研究组的Samantha X线评分均高于对照组(P<0.05)。结论:VSD技术联合Masquelet技术治疗长骨感染性骨缺损能有效减轻患者体内的炎症反应,减少清创次数,提高BMP含量,促进骨缺损愈合。

保留原有内固定一期手术治疗伴有软组织缺损的胫骨中下段感染性骨不连

目的探讨保留原有内固定的前提下一期手术治疗伴有软组织缺损的胫骨中下段感染性骨不连手术方式的可行性及临床效果。方法回顾性分析2010年1月至2016年1月在本院就诊的胫骨中下段感染性骨不连患者21例。患者均在彻底清创的基础上,对骨折端植入自体髂骨及载抗生素人工骨,再行胫后动脉穿支蒂皮瓣修复软组织缺损,患者均保留了原有的内固定。结果本组术后两例皮瓣发生了血管危象,及时处理后缓解,所有病例随访时间为3.5~6.0年,患者均达到了皮瓣成活、骨折愈合、感染控制、功能恢复的治疗目的。结论保留原有内固定一期手术治疗伴有软组织缺损的胫骨中下段感染性骨不连,本方法既保留了原有内固定,又控制了感染,还治愈了骨不连,不失为一种有效可行的手术方式。

纳米微球负载抗生素/羟基磷灰石复合支架的缓释性能及治疗感染性骨缺损的研究

目的评价新型纳米微球负载抗生素/羟基磷灰石复合支架材料的体外缓释性能及治疗感染性骨缺损的疗效。方法运用HPLC法检测不同时间点药物的体外释放量。建立兔胫骨感染性骨缺损动物模型24只,共分为4组:a组动物仅单纯清创;b组植入1 mg Lev/PMMA;c组植入n-HA/PU;d组植入1 mg Lev/n-HA/PU。在植入材料术后6周、12周观察放射学、组织病理学,Micro CT评价新骨生成。评价新型复合材料控制感染、诱导成骨能力、治疗感染性骨缺损的效果。结果1 mg Lev/n-HA/PU组比1 mg Lev/PMMA组释放的抗生素更多(P<0.05),缓释性能表现更好。单纯清创组X线表现出局部骨破坏、死骨形成。1 mg Lev/n-HA/PU组无明显骨破坏。Micro CT发现1 mg Lev/n-HA/PU组材料周围新生骨小梁数量与其余三组比较,差异有统计学意义(P<0.05),结论新型载抗生素复合支架材料具有良好的缓释性能、抗感染能力、骨诱导能力,可有效治疗胫骨感染性骨缺损。

Ilizarov技术治疗股骨感染性骨不连或骨缺损

目的探讨Ilizarov技术治疗股骨感染性骨不连、骨缺损的临床疗效及并发症。方法回顾性分析2006年7月至2012年9月我科收治的40例股骨感染性骨不连或骨缺损患者的临床资料。40例患者在彻底清创后截骨并安置Ilizarov环形外固定架,采用骨延长技术治疗骨缺损,观察其疗效及并发症。结果 40例患者随访12~32个月,平均24.5个月;39例获得骨愈合,影像学愈合时间12~26个月,平均15.5个月;术后患者膝关节活动度较术前显著下降（P=0.031）。10例出现部分髋关节活动受限,32例出现双下肢不等长大于1.1 cm,部分出现固定针松动、深部感染、马蹄足畸形、深静脉血栓或出血,10例需进一步行自体松质骨移植。结论 Ilizarov骨延长技术治疗股骨感染性骨不连、骨缺损临床疗效确切,但并发症多。

股骨骨缺损动物模型制备现状及特点

背景:骨缺损的修复及后期临床转归仍是临床研究中的热点和难点,是困扰临床医师的常见问题。构建合适、可重复性及无限接近临床的动物实验模型及科学的评估对进一步的临床治疗相关疾病至关重要。目的:回顾性分析文献中股骨骨缺损常用实验动物模型制备方法及不同模型特点,评估优势与不足,为相关研究者选择合适的股骨骨缺损动物模型提供一定的参考。方法:检索PubMed、Web of Science、Medline数据库及CNKI数据库,设定英文检索词为:bone defect,bone,bones,defect,defects,defective,animal model,animal,model,laboratory,laboratory animal,animal laboratory;中文检索词为:骨缺损,动物模型,实验。检索时限为2000-01-01/2022-08-01。结果与结论:①对入选的27篇随机对照动物实验进行了分析和评估,实验动物包含大鼠、小鼠、新西兰兔及羊,骨缺损类型主要包含圆柱形骨缺损和节段性截骨骨缺损,部位以股骨中段及远端居多。多用于评估骨修复材料、药物、载药活性物质及物理治疗等方法对骨缺损修复的影响及缺损愈合机制研究,尤其是负重骨缺损修复机制的研究。②不同缺损类型及不同实验动物股骨骨缺损值的范围不同,研究者可结合实验目的,选择合适的动物及骨缺损类型,并设置合理的骨缺损值。③目前的研究表明,股骨骨缺损模型以圆柱形及节段截骨骨缺损为主,主要是在股骨远端及中段,手术方法及术后处理较为成熟,可操作性强,能够提供成熟的实验动物模型。④就圆柱形骨缺损而言,大鼠及新西兰兔更适合,而节段性截骨则无特殊要求,各种动物均能满足实验要求。

膜诱导技术结合内固定在治疗胫骨感染性骨缺损中的疗效分析

目的探讨膜诱导技术结合内固定治疗胫骨感染性骨缺损的临床疗效。方法选取2018年1月至2021年6月在郴州市第一人民医院创伤骨科接受了膜诱导技术结合锁定钢板内固定的胫骨感染性骨缺损患者8例。收集围术期临床资料,并对8例患者进行为期24个月的术后随访。采用Paley评分系统评价患者愈合情况。结果所有患者均完成24个月随访。根据Cierny-Mader骨感染解剖分型,Ⅳ型5例,Ⅲ型3例;生理分型,A型3例,B型5例。清创后平均缺损长度(5.33±0.55)cm。细菌培养显示金黄色葡萄球菌5例,混合感染3例,所有样本对万古霉素敏感。膜诱导技术Ⅰ—Ⅱ期手术间隔平均为(51.4±3.8)天,其中1例患者Ⅰ期行皮瓣移植闭合创面,1例患者重复行Ⅰ期清创。4例患者采用自体髂骨植骨,另4例使用自体骨与人工骨混合植骨。所有患者在Ⅱ期术后9个月复查X线片示骨折均达到临床骨折愈合标准,平均愈合时间(7±1.07)个月。术后随访依据Paley评分标准划分,5例为优,3例为良。Ⅱ期术后所有患者均未有再次感染。5例患者恢复良好,能独立行走并完成患病前的体力劳动,另外3例患者初期行走不稳,但通过康复锻炼得到有效改善。结论膜诱导技术结合锁定钢板内固定可有效治疗胫骨感染性骨缺损。

骨搬移技术治疗股骨大段感染性骨缺损的回顾性分析

目的本研究回顾性分析骨搬移技术治疗股骨大段感染性骨缺损的有效性和安全性。方法于2014年10月至2018年6月采用骨搬移技术治疗股骨大段感染性骨缺损患者18例,男性14例,女性4例;年龄17~61岁,平均(42.0±13.3)岁。其中6例闭合性骨折,12例开放性骨折。所有患者在此手术前已进行过1~4次不等的手术治疗,平均(2.4±1.4)次/人。患者术前有低热、伤口不愈合、红肿、流脓等表现。14例患者术前分泌物培养呈阳性。术中病灶清除后,股骨缺损范围7~14cm,平均为(10.5±3.4)cm。术中选择单臂轨道式外固定架行骨搬移。术后记录骨搬移时间、延长区固化时间、外固定架固定时间,测量并计算延长指数、治疗指数和外固定指数。骨性结果采用Paley评分评估,生活质量采用SF-36量表评分。结果所有患者均获得随访,随访时间12.0~36.5个月,平均(25.51±1.95)个月。所有患者创面和骨缺损均愈合,愈合时间8~19个月,平均(15.22±4.37)个月,无截肢患者。术后骨搬移时间2.40~5.83个月,平均(4.06±0.87)个月;延长区固化时间4.27~20.67个月,平均(10.91±3.26)个月;外固定架固定时间16.33~34.5个月,平均(24.41±3.26)个月。延长指数(11.7±2.6)d/cm,治疗指数(36.7±7.6)d/cm,外固定指数(58.6±29.7)d/cm。Paley评分优12例,良1例,一般4例,较差1例。生活质量评估,骨搬移手术治疗前SF-36躯体综合功能评分(22.12±4.21)分,心理综合评分(45.33±6.26)分;完全拆除外固定架后躯体综合功能评分(45.36±3.67)分,心理综合评分(76.24±5.44)分,治疗前后差异有统计学意义(P<0.001)。结论骨搬移技术是治疗股骨大段感染性骨缺损的有效方法,具有操作简单、疗效肯定等优点,可明显改善患者的生活质量。

抗生素骨水泥联合Ilizarov技术治疗股骨和胫骨感染性大段骨缺损

目的探讨抗生素骨水泥联合Ilizarov技术治疗股骨和胫骨感染性大段骨缺损的疗效。方法选取2010年6月—2015年4月笔者所在医院行抗生素骨水泥联合Ilizarov技术治疗股骨和胫骨骨折术后感染性大段骨缺损12例患者作为研究对象,手术分两个阶段,第一阶段彻底清创,植入含敏感抗生素的骨水泥,控制感染,形成骨诱导膜;第二阶段待感染控制,皮瓣成活后取出骨水泥,股骨骨缺损的患者采用单边外固定架,胫骨骨缺损的患者采用Ilizarov环形外固定架进行骨延长,如断端愈合不良,则行植骨术。术后采用外固定架指数(EFI)和ASAMI评价标准进行评价。结果所有患者术后随访19～26个月,平均23.5个月。外固定架固定时间9.8～17.6个月,平均12.7个月,平均外固定架指数(EFI)为1.52月/cm。ASAMI评价标准,骨性结果优良率为91.67%;功能结果优良率为83.33%。所有患者均未出现患肢感染复发,均达到了骨性愈合,7例钉道感染,2例对线不良,3例牵引针松动,经对症处理后取得良好疗效。结论抗生素骨水泥联合Ilizarov技术,不仅可以有效控制感染,纠正患肢畸形,而且能够重建肢体的功能,是治疗股骨和胫骨感染性大段骨缺损行之有效的方法。

聚合物基抗生素缓释载体治疗慢性骨髓炎

背景:慢性骨髓炎的治疗策略中,局部抗生素缓释系统因可长期释放有效浓度的抗生素控制感染,同时能修复彻底清创后引起的骨缺损在临床中备受关注。目的:总结可生物降解聚合物基材料制备抗生素缓释载体用于治疗骨髓炎的研究现状,并分析局限性及挑战。方法:作者以“Polymer,Composite material,Osteomyelitis,Infectious bone defect,Drug delivery systems,Antibiotic sustained-release system,3D printing;聚合物,复合材料,骨髓炎,感染性骨缺损,药物递送系统,抗生素缓释系统,3D打印”为关键词,检索2015年1月至2023年8月期间PubMed、Web of Science、中国知网、万方数据库中的相关文献。初检得到文章4351篇,筛选后对87篇文章进行分析。结果与结论:聚合物基材料因具有良好的生物相容性、生物降解性能、热稳定性及易加工性等多功能特点在抗生素缓释载体制备中得到广泛研究,但单一聚合物材料组成的抗生素缓释载体因生物力学性能不足等原因无法满足感染性骨缺损修复材料的标准。模拟天然骨组织结构形成的有机-无机复合材料型载体有望达到这个标准。3D打印技术可以精确控制载体的相互连接孔隙大小、几何形状和空间分布等,并能负载有效浓度的抗生素做到控制释放。高分子聚合物材料因具有良好的热稳定性、可塑性等优点最适合用于3D打印。因此在新型可生物降解有机-无机复合材料基础上,结合3D打印技术建立材料-结构-功能一体化的复合抗生素缓释载体因仿真模拟细胞外基质微环境有望成为慢性骨髓炎治疗中新颖的研究方向。

血管移植、游离皮瓣结合3D打印骨重建治疗小腿GustiloⅢC型开放骨折伴大段骨缺损一例

随着现代工业的飞速发展,交通事故造成的肢体GustiloⅢC型开放骨折伴大段骨缺损,临床治疗过程比较困难,对诊疗技术要求高,病程恢复时间长。我院骨科采用一期修复血管、神经、肌腱并切取游离皮瓣保肢,二期血管骨移植或骨搬运技术恢复肢体骨骼长度。但仍有部分GustiloⅢC型软组织及骨感染发生率高.

Ilizarov技术治疗胫骨感染性骨缺损

目的 探讨应用Ilizarov技术治疗胫骨感染性骨缺损的临床疗效.方法 2008年1月-2012年12月,我科采用Ilizarov技术治疗胫骨感染性骨缺损患者315例,男性236例,女性79例;年龄14 ～ 72岁,平均35岁;病史2个月～10年,平均9个月.病变在胫骨上段86例,胫骨中段92例,胫骨下段137例;伴有软组织缺损146例.骨缺损长度2～ 18cm,平均8cm;随访时间1～6年,平均28个月.术后随访观察骨及软组织愈合及并发症情况.结果 315例感染均一期控制,未见骨髓炎复发,软组织缺损创面全部愈合.63例行胫骨短缩延长术患者均实现一期骨性愈合.252例行胫骨骨搬移术,147例骨断端一期骨性愈合;97例骨断端经二期植入髂骨松质骨后实现骨性愈合;8例骨延长区成骨不良,经髂骨植骨后全部愈合.8例出现足下垂畸形,15例出现钉道感染,2例拆除外固定架后出现再骨折,10例出现轴向偏移,上述患者经对症处理后均得到良好疗效.结论 对于胫骨感染性骨缺损患者,Ilizarov技术能同时实现感染病灶彻底清除、骨不连治疗、皮肤软组织修复以及均衡肢体长度,一期手术达到满意的治疗效果.

骨髓炎死骨原位再植治疗股骨感染性骨不连

[目的]研究骨髓炎死骨原位再植治疗股骨感染性骨不连的技术与方法。[方法]2004年1月至2005年7月收治2例股骨外伤性骨髓炎，均有大块游离死骨，多发瘘孔，没有骨包壳形成，临床诊断为“股骨感染性骨不连，大块死骨存留。”2例均行病灶清除，摘除游离死骨，川崽式持续冲洗，死骨原位再植及骨牵引术。术后应用敏感抗生素持续冲洗。[结果]术后2例切口均甲级愈合。10～12个月骨愈合，随访时间：病例1术后49个月，病例2术后30个月，都能全负重行走，骨髓炎无复发。[结论]股骨外伤后骨髓炎合并大块死骨形成骨不连，病灶清除后，将摘除的大块死骨灭菌后原位回植，术后持续冲洗及综合治疗，可以达到一期治愈炎症，骨坚强愈合的两个主要治疗目的。其中，有效的持续冲洗，中西药并用对治愈骨髓炎、骨愈合最为重要。

复合庆大霉素抗生素骨制备及其治疗感染性骨缺损的实验研究

目的研制一种既有成骨作用，又有抗感染能力，且免疫原性较低的新型植骨材料。方法以5mm×5mm×5mm骨粒和6mm×6mm×20mm骨条作为载体，采用超声和负压双重复合法制备复合庆大霉素抗生素骨粒和骨条。将抗生素骨粒分别埋入24只Wistar大鼠左、右股肌袋内，于术后1、3、5、7、10和14d检测庆大霉素体内释药浓度及持续时间。将健康雄性成年绵羊10只，制成6mm×6mm×20mm左前肱骨和右后股骨缺损感染模型，于缺损处注入5×10^10 CFU／ml金黄色葡萄球菌1ml。将感染动物随机均分为实验组和对照组（n=5），实验组将复合庆大霉素抗生素骨条植入缺损区，对照组将空白骨条植入缺损区。术后行大体观察、白细胞计数、X线片及组织学观察。结果大鼠抗生素骨粒植入后1d，骨粒与肌肉组织中药物浓度分别为46．1μg／ml和17．3μg／ml，后缓慢释放，至14d局部软组织药物浓度仍高于金黄色葡萄球菌最小抑菌浓度（〈2．0μg／ml）。羊体内抗感染实验：术后2周，实验组1只羊1侧肢体植骨部位出现脓性分泌物，4～8周植入骨与周围较好融合，12周愈合良好；对照组2～8周植入骨基本被脓液包裹或软组织取代，其中1只羊于20d死亡，12周植骨区除中央被软组织填充外，余愈合较好。白细胞计数术前各组均在正常生理范围，术后1～14d实验组白细胞计数均低于对照组。X线片和组织学观察显示，实验组术后2周除1侧肢体植骨腔内出现脓液，余在各周内逐渐有新骨生成并爬行取代植入骨，愈合良好；对照组2～8周显示植入骨被脓液包裹，并逐渐被吸收，未见新生骨爬行取代。结论复合庆大霉素抗生素骨具有较好的缓释特性、体内抗感染效果和成骨能力，有望成为治疗感染性骨缺损的一种较理想的骨植入材料。

骨外固定治疗感染性骨不连骨缺损

感染性骨不连、骨缺损是骨科治疗中一大难题。传统的治疗方法是病灶清除，石膏外固定，等待骨感染控制并稳定后３～６月始能做内固定或自体骨移植等治疗，不但治疗时间长，邻近关节功能障碍明显，而且仍有相当多的失败率。近些年来采用带血管的肌骨瓣或骨皮瓣移植〔１，２...