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1、骨科创伤修复材料种类、特点及其研究应用进展,小组成员：崔立莹、李婷、范海燕、孟瑶,2021/2/7,1,2021/2/7,2,骨质,2021/2/7,3,骨创伤指骨头因外力而受到伤害。 骨折、脱位、骨缺损等均属于骨创伤。 随着材料的发展，骨创伤的修复材料也逐渐进步：,2021/2/7,4,天然骨材料： 自体骨 即伤者自身的骨头，易被患者接受，但会造成患者的二次损伤和痛苦。 异体骨 取材方便，但存在免疫排斥和疾病传播等生物安全性隐患。 天然骨衍生支架 珊瑚骨 乌贼骨 脱蛋白骨 ,2021/2/7,5,医用金属材料： 金属材料有较高的强度和韧性，耐腐蚀性、耐磨性、可锻性和再现性好，浇铸成型不降低强
2、度； 但金属材料生物相容性差，而且物理性能方面与人骨有较大差别，没有很好的兼容性。,2021/2/7,6,医用生物陶瓷： 生物惰性陶瓷 氧化铝、氧化锆是常见的两个种类。 在其周围会形成不同厚度的纤维组织包被，不利于骨的生长。 生物活性陶瓷 主要指磷灰石（AP），目前包括羟基磷灰石（HA）和磷酸三钙（TCP）等。HA应用最为广泛，具有生物活性、骨引导作用，但单纯的HA强度低、脆性大，韧性差。,2021/2/7,7,医用高分子材料： 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）骨水泥可用于骨填充，聚乙醇酸（PGA）作为可吸收螺钉用于骨固定,可降解的聚乳酸（PLA）用于骨针、骨板等骨外科部件。 高聚物曾被广泛应用于
3、骨修复，但由于其降解速率不易控制，难与骨生长速度达到一致；且高聚物因老化，生物降解作用等影响，某些力学性质容易丧失，其产物可能具有一定毒性，对人体不够安全。,2021/2/7,8,医用复合材料： 高分子材料之间的复合 高分子材料与无机材料之间的复合 材料与生物活性物质之间的复合 纳米材料的复合 综合生物相容性、人体适应性、力学相容性等因素，使得材料在性能上相互取长补短，提高骨修复材料的整体性能 。医用复合材料具有良好的应用前景。,2021/2/7,9,天然骨衍生支架材料,天然珊瑚 Fulin Chen等用孔隙率36、孔 径150220btm的天然珊瑚复合 兔骨髓间充质干细胞在骨成形诱 导蛋白(
4、rhBMP2)诱导下作为修复 骨缺损模板，2个月后有新骨生成， 并且保持了植入物的最初形状。 对于各种不同的骨损伤、缺损，在临床中植人物都需要制成一定的形状，所以骨衍生支架材料的快速成型已经成为骨组织工程需要解决的问题，随着成型技术的进步，大批量低成本的成型支架材料会得到更广泛的应用。,2021/2/7,10,仿生纳米骨修复和重建材料,纳米HA/胶原,中国医学科学院生物医学生物学工程研究所和清华大学等单位对HA/胶原仿生骨材料开展了较好的研究。采用控制析出法制备的纳米HA/胶原复合骨材料，胶原蛋白占总量的35%，与天然骨成分接近，从透射电镜的暗场像测得HA的晶体尺寸为2-10nm。在家兔的颌骨
5、与顶骨的实验性骨创上植入该种材料后，发现明显刺激和加快了骨创愈合，骨新生活跃，10周时形成骨岛连接，12周时达到骨性桥接；而同期空白对照组创区仅在边缘处有少量新骨形成，骨再生不活跃，甚至形成骨端封闭，无进一步关闭骨创的可能,2021/2/7,11,目前国内开发的纳米磷灰石与胶原复合材料开始进入临床试用阶段。 主要存在的问题是： 磷灰石与胶原的复合材料成型困难、热稳定性差，力学强度比人体自然骨低，一般用于对不承力骨部位的修复 胶原主要来源于动物组织，使用前不易对动物胶原组织的疾病，病毒等进行检测，从而导致疾病传播和免疫排斥反映等问题。,2021/2/7,12,基因疗法BMP载体材料,注射型纤维蛋
6、白胶(FG)，磷酸钙骨水(CPC)，重组合异种骨(RBX)在ACL重建术中促进腱-骨愈合的效果 实验主题之一： 兔骨髓基质干细胞在复合骨形态发生蛋白三种载体材料上 增殖和分化的对比对比研究 实验方法： 不同复合材料对BMSC增殖的影响 不同复合材料对BMSC碱性磷酸酶（ALP）活性的影响 不同复合材料对BMSC的I型胶原表达的影响(RT-PCR),2021/2/7,13,借助组织学观察、生物力学检测、Micro-CT等分析方法,发现具有三维立体结构多孔隙的固态支架载体RBX负载BMP后不仅可以为ACL重建提供初始的协同固定作用,而且对于BMP作用的放大及促进骨生长的作用均优于其他两种注射型支架
7、材料。此研究为今后应用固态三维立体多孔性载体支架材料促进腱-骨界面的愈合提供了基础。 基因疗法有着良好的发展前景，寻找到良好的载体将BMP蛋白基因载入到骨髓间充质干细胞，必将推动基因疗法在骨创伤修复领域的发展。,2021/2/7,14,市场上的骨修复材料种类繁多，大致可以分为：天然骨材料，医用金属材料，医用生物陶瓷材料，医用高分子材料，医用复合材料。 目前，我国骨创伤修复材料市场中仍然是医用金属材料占重要比重，生物医用材料存在数量少，品种不全，产品质量不高等问题，无法满足市场需求。 随着科技发展和新材料的研究，骨创伤修复领域会有突破性进展。 目前，全球骨科器材市场已达数百亿美元，骨修复材料的研究前景十分广阔。,2021/2/7,15,