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3D打印多孔钽金属治疗发育性髋关节发育不良:现状及应用前景

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中国组织工程研究 2023年第9期27卷 1455-1461页

作者：贺垠皓李晓声陈宏文陈铁柱湖南省人民医院(湖南师范大学附属第一医院)骨关节与运动医学科湖南省长沙市410005

背景:发育性髋关节发育不良患者常有一个浅髋臼、笔直狭窄的股骨管等解剖结构的广泛扭曲,尤其是面对高度脱位的发育性髋关节发育不良患者,实施手术治疗时具有很大的挑战性。近年来,3D打印多孔钽金属个体化治疗发育性髋关节发育不良的效... 详细信息

背景:发育性髋关节发育不良患者常有一个浅髋臼、笔直狭窄的股骨管等解剖结构的广泛扭曲,尤其是面对高度脱位的发育性髋关节发育不良患者,实施手术治疗时具有很大的挑战性。近年来,3D打印多孔钽金属个体化治疗发育性髋关节发育不良的效果及预后较好,可用于术前诊断、术前手术规划、术中建立3D导航模板、明确术前髋臼严重程度及术后髋臼重建矫正评估,具有良好的发展前景。目的:探讨3D打印多孔钽金属治疗髋关节发育不良的最新研究进展。方法:采用计算机检索中国知网、PubMed、MDPI、BMC Biotechnology、Web of Science和Springer link数据库中有关3D打印多孔钽金属个体化治疗发育性髋关节发育不良的研究资料,检索时限为1970-2022年。根据纳入和排除标准,最终共选取58篇文献进行综述。结果与结论:(1)多孔钽金属主要有生物兼容性、骨整合性和骨诱导性等生物学特性及生物力学特性,有效地促进了新骨、新的血管及神经的良好生长。(2)3D打印多孔钽金属是由3D打印成型技术、天然金属材料-多孔钽金属联合运用方案,目前主要在发育性髋关节发育不良及髋关节骨缺损患者中评价这一方案的有效性。(3)3D打印多孔钽金属良好的术前计划能有效改善发育性髋关节发育不良、髋关节骨缺损的术后效果,并为假体植入物做好术前个体化规划的准备,能有效避免术中障碍和充分解决患者特异性畸形,直接影响手术结果,应用前景较好。(4)目前,应用3D打印多孔钽金属个体化治疗发育性髋关节发育不良的短期疗效在动物模型及部分文献中得到验证,但缺乏中长期随访结果。

关键词：发育性髋关节发育不良 3D打印 3D打印术前计划 3D打印术中导航模板 3D打印多孔钽金属多孔钽金属生物力学性能生物学特性关节置换

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多孔钽金属与成骨细胞生物相容性的实验研究

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中国矫形外科杂志 2014年第12期22卷 1119-1123页

作者：林凤飞郑明刘伯龄汪强林朝辉厦门大学附属福州第二医院骨科福州350007

[目的]研究多孔钽金属体外与成骨细胞的生物相容性。[方法]按照ISO10993-12医疗器械生物学评价标准制备多孔钽金属材料浸提液,作用于人成骨细胞系hFOB1.19,标记为实验组,并设置空白对照组;MTT法检测材料浸提液对成骨细胞生长的影响;ELIS... 详细信息

[目的]研究多孔钽金属体外与成骨细胞的生物相容性。[方法]按照ISO10993-12医疗器械生物学评价标准制备多孔钽金属材料浸提液,作用于人成骨细胞系hFOB1.19,标记为实验组,并设置空白对照组;MTT法检测材料浸提液对成骨细胞生长的影响;ELISA酶联免疫吸附法检测实验组及对照组碱性磷酸酶ALP及骨钙素OCN活性;将成骨细胞与多孔钽金属共培养,扫描电镜观察成骨细胞在材料上黏附和生长情况。[结果]实验组和对照组细胞增殖曲线、ALP和OCN活性相似,差异无统计学意义(P>0.05);成骨细胞与多孔钽金属材料共培养,显现出良好的黏附和生长行为。[结论]多孔钽金属对成骨细胞生长无不良影响,且适于成骨细胞黏附、生长及分化,具有良好的生物相容性。

关键词：多孔钽金属成骨细胞生物相容性碱性磷酸酶骨钙素

胶原膜/国产多孔钽金属双相支架修复山羊大面积骨软骨缺损的实验研究

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中华骨与关节外科杂志 2020年第3期13卷 249-254页

作者：尉晓蔚刘阁杨帆杨佳慧王本杰于炜婷赵德伟大连大学附属中山医院骨科实验室辽宁大连116001 大连交通大学机械工程学院辽宁大连116028

背景:骨软骨联合病变是骨科常见疾病,一直缺乏有效的治疗手段。目的:通过使用胶原膜联合自主研发的三维多孔钽金属支架,设计构建了一种新型的仿生骨组织工程复合体,并探讨其修复山羊大面积骨软骨缺损的效果。方法:将多孔碳化硅支架通过... 详细信息

背景:骨软骨联合病变是骨科常见疾病,一直缺乏有效的治疗手段。目的:通过使用胶原膜联合自主研发的三维多孔钽金属支架,设计构建了一种新型的仿生骨组织工程复合体,并探讨其修复山羊大面积骨软骨缺损的效果。方法:将多孔碳化硅支架通过化学气相沉积技术制备成多孔钽金属,然后采用纤维蛋白黏合剂将胶原膜及自主研发的多孔钽金属进行界面结合,得到双相支架材料;在体外通过扫描电镜观察胶原膜及多孔钽的微观形貌,并通过能谱分析测定其组成成分;万能力学测试机进行双相支架材料的力学检测。32只雄性山羊采用随机数字表法分为4组,每组各8只,于左后肢建立骨软骨缺损模型(缺损面积直径为10 mm,深度为12 mm)。单纯骨软骨缺损组不做任何治疗,其余3组分别采用单纯胶原膜、单纯国产多孔钽金属、胶原膜/国产多孔钽金属双相支架修复。植入16周后进行大体观察及硬组织切片、染色,并进行定量分析。结果:扫描电镜观察结果表明,双相支架结合面均匀、光滑、牢固。能谱分析表明,胶原膜由碳、氧、钙3种元素组成,国内多孔钽金属主要由碳、硅和钽组成。该支架具有良好的抗压强度、抗拉强度、粘结强度和抗剪强度。植入山羊负重区大面积骨软骨缺损区16周后,国际软骨修复学会评分(ICRS)及改良O'Driscoll组织学评分结果显示,与单纯多孔钽金属组、单纯胶原膜组及单纯骨软骨缺损组相比,胶原膜/国产多孔钽金属双相支架组具有明显的骨软骨修复效果(P<0.05)。结论:本研究对于在负重区的大面积骨软骨缺损的成功修复显示了临床转化的潜能。为大面积骨软骨联合病变的临床治疗提供新的组织工程思路。

关键词：多孔钽金属胶原膜骨软骨修复山羊