生物材料在骨科的应用进展论文

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1、生物材料在骨科的应用进展论文生物材料是指“以医疗为目的，用于和活组织接触以形成功能的无生命材料”，包括具有生物相容性的材料。在骨科应用的生物材料按其性质主要分为，医用金属材料、医用高分子材料和医用无机非金属材料等，现就其应用综述如下。1医用金属材料骨科生物金属材料是指能够植入人体，治疗骨骼疾病、替换骨组织，恢复骨骼的正常生理功能的一种生物惰性材料，由于具有较高的强度和韧度.freelm，是目前国际上普遍用于制造人工关节的较好材料。2.2生物降解型高分析材料有聚酯类、胶原、甲壳素、纤维素等，其中最主要的是聚乙交酯(PGA)、聚丙交酯(PLA)及其混聚物，聚

2、酯类似一类亲水性非常强的高分子降解材料。聚酯类能在体内降解，最终被分解代谢成CO2和H2O2从人体排出。PLA具有一定机械强度和良好的加工性能。PGA可支架诱导促进成骨细胞的黏附增殖和分化，但其降解过快，且降解产物积聚会造成局部PH值下降，导致细胞中毒死亡。PGA与PLA形成的混聚物可通过二者的比例来调节其机械强度和降解速率5。聚酯类生物降解材料可以制成棒、针、螺钉、接骨板等，受其降解速度限制，固定部分在愈合期间不能承受较大的应力。是目前组织工程中广泛应用的支架，临床上多用于固定骨折愈合相对较快的骨骼，亦可用于关节镜下膝前十字韧带的损伤后重建、半月板损伤

3、的修复，在骨组织工程学领域也是一种很有前景的细胞培养支架材料6，但不适于长骨干骨折固定，因其临床愈合所需时间较长，骨折断端应力大。生物降解材料作为内固定材料，在手术操作过程中不易割伤软组织，即使在加压情况下也不会损伤松质骨7，在所固定的组织愈合之前能够保持足够的强度，可随着骨组织的愈合机械强度适当衰减，使骨折断端得到正常的应力刺激，没有金属材料存在的应力遮挡、腐蚀反应等缺点，可使患者避免清除植入物的第2次手术，亦不影响MR或CT等影像学复查，使用起来比金属制品要安全和方便。但如果内植物的降解产物超过组织的清除能力，可发生迟发性无菌性炎症，局部突然发红、疼

4、痛、肿胀、有波动感，反应严重者，可发生广泛性皮肤坏死8，降解速度快的PCA比降解速度慢的PIA炎症发生率高，血运不佳的部位更易并发炎症反应9，因此应权衡利弊，谨慎选择。3医用无机非金属材料3.1生物活性陶瓷，主要有磷酸钙陶瓷、生物活性骨水泥及生物活性玻璃等，生物活性陶瓷具有骨传导性，它作为一个支架，成骨在其表面进行，还可作为多种物质的外壳或填充骨缺损。目前最常用的主要有羟基磷灰石(HA)、磷酸三钙(TCP)及两者结合使用3种。HA与TCP的复合物既保存了单纯HA的优点，又可根据需要通过调整两者的复合比例来控制其植入后的降解速度，是较理想且具有较大临床应用

5、前景的骨组织工程细胞载体10。骨水泥很少引起免疫反应，系统毒性也微不足道，具有良好的生物相容性，并能和骨直接融合，在骨科临床上已经应用于股骨颈骨折的内固定增强和桡骨远端骨折内固定等l1。由于此类材料在生物学上缺乏有效的骨诱导性，脆性较大，抗张、抗扭和抗剪力差，为保证固化正常进行，应用时要求受区相对干燥，因此单纯此类材料临床应用较少，仍需进一步改进。3.2生物惰性陶瓷氧化铝：氧化铝是一种生物陶瓷，其硬度大，耐磨，生物相容性好，单晶氧化铝可用于骨折内固定，多晶氧化铝即刚玉，可制作人工关节。研究发现将氧化铝晶体纳米化合物团块浸在与生物体液相似的溶液中，其表面可

6、生成骨样磷灰石层，提示在活体内可能形成生物陶瓷如HAP、TCP等12。此外还有氧化锆陶瓷被做成人工股骨头用于全髋关节置换。最近还报道研制出一种结合了氧化铝的生物特性及铠氧化锆的机械特性的新型物质，这种混合陶瓷比氧化铝陶瓷的磨损率低，在模拟人上进行的初步实验结果具有一定的应用前景13。3.3碳素材料：碳纤维有利于生物组织攀附生长，可用于人工肌腱和韧带的置换14。低温裂解碳又称各向同性碳，是将烃类气体在高温下炭化，可以直接蒸镀在人工关节的运动磨损表面，作为减磨涂层。类金刚石膜(DLC)亦称金刚石样碳素膜，是一种非结晶的碳氢化合物，具有良好的细胞相容性、血液相

7、容性及高耐磨性高硬度等特点，可以沉积于人工关节表面。作为聚乙烯的对抗面，DLC同氧化铝、钴基合金的耐磨相当，可显著改善矫形装置的磨损15。是一种很有发展前景的膜材料。近年来，随着生物医学工程、材料科学、纳米技术的的迅速发展，对于生物材料的研究也日益深入，各种复合材料以及更加与各类型骨折愈合相适应的可降解性生物材料在骨科领域应用日趋广泛。人工骨不仅具有良好的组织相容性，而且能诱导正常骨的形成，最终达到完全的骨修复，。随着医学分子生物学和基因工程及组织工程学的快速发展，利用不同的生物材料复加工，组配成理想中具有多种生物活性的人工骨将成为现实。