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不同载荷条件下三种内固定方式治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折的有限元分析

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中国组织工程研究 2025年第3期29卷 455-463页

作者：李正刚尚学红吴张李红孙朝军陈华东孙哲杨毅大理大学第一附属医院创伤骨科云南省大理市671000 大理市第一人民医院骨科云南省大理市671000 大理大学第一附属医院关节外科云南省大理市671000 昆明医科大学第一附属医院骨科云南省昆明市650032

背景:治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折的最佳内固定方式仍未达成共识,既往相关有限元分析大多采用单一简化载荷条件,对于常用内固定装置的生物力学特性还需进一步探究。目的:通过有限元方法分析空心加压螺钉、动力髋螺钉和股骨颈系统治疗Pauw... 详细信息

背景:治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折的最佳内固定方式仍未达成共识,既往相关有限元分析大多采用单一简化载荷条件,对于常用内固定装置的生物力学特性还需进一步探究。目的:通过有限元方法分析空心加压螺钉、动力髋螺钉和股骨颈系统治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折在单腿站立载荷及侧方跌倒载荷条件下的生物力学特性。方法:通过CT扫描获取健康成人股骨DICOM数据,导入Mimics 15.0软件,得到骨组织的粗糙模型,再通过Geomagics软件对Mimics导出的数据进行优化处理,然后根据空心加压螺钉、动力髋螺钉和股骨颈系统的临床应用参数采用Pro/E软件建立3种内固定模型并与股骨模型组装,最后导入Ansys软件进行加载、计算,分析3种内固定模型在单腿站立载荷及侧方跌倒载荷的不同工况下股骨和内固定的应力分布和位移情况,以及股骨距和Ward三角区的应力特点。结果与结论:(1)单腿站立载荷及侧方跌倒载荷下,3种内固定模型的股骨近端应力均主要分布在股骨颈骨折端内上方,3种内固定模型的股骨近端、骨折端、Ward三角以及股骨距的应力峰值均为股骨颈系统内固定模型最小,空心加压螺钉内固定模型最大;(2)单腿站立载荷及侧方跌倒载荷下,3种内固定模型的股骨近端位移峰值均位于股骨头顶端,且位移峰值均为股骨颈系统内固定模型最小,空心加压螺钉内固定模型最大;(3)3种内固定模型在单腿站立及侧方跌倒载荷条件下内固定的位移峰值均位于内固定装置上方顶端,且位移峰值均为股骨颈系统内固定模型最小,空心加压螺钉内固定模型最大;(4)3种内固定模型在单腿站立及侧方跌倒载荷条件下内固定的应力均主要集中在内固定装置的骨折端附近区域,且内固定应力峰值均为股骨颈系统内固定模型最小,空心加压螺钉内固定模型最大;(5)结果表明,股骨颈系统的机械稳定性最佳,但是可能存在对于骨折端和股骨距应力遮挡的风险;股骨颈系统的内固定装置应力更为分散,内固定断裂风险更低。

关键词：股骨颈骨折内固定有限元分析生物力学单腿站立侧方跌倒股骨距 Ward三角

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距骨骨软骨损伤治疗方案的个性化组合

中国组织工程研究 2025年第21期29卷 4584-4592页

作者：陈学明佘昶无锡市第九人民医院(苏州大学附属无锡九院)足踝外科江苏省无锡市214000 苏州大学附属第二医院骨科江苏省苏州市215004

背景:距骨骨软骨损伤根据不同分型或临床症状,采取不同的治疗方法,包括保守治疗、手术治疗和生物制剂治疗。保守治疗大多可短时缓解症状和延缓病情;近年来关节镜下微骨折、克氏针钻孔、距骨软骨移植、自体骨软骨细胞移植、干细胞移植和... 详细信息

背景:距骨骨软骨损伤根据不同分型或临床症状,采取不同的治疗方法,包括保守治疗、手术治疗和生物制剂治疗。保守治疗大多可短时缓解症状和延缓病情;近年来关节镜下微骨折、克氏针钻孔、距骨软骨移植、自体骨软骨细胞移植、干细胞移植和生物制剂富血小板血浆等方法,都取得了不错的疗效。目的:对距骨骨软骨损伤的治疗进展进行总结,为其临床治疗提供参考。方法:第一作者以“talus,osteochondral lesions of the talus,微骨折,移植术,富血小板血浆,干细胞”为检索词,检索Pub Med数据库及中国知网2019年1月至2024年1月的相关文章。共纳入67篇文献进行综合分析。结果与结论:(1)目前治疗距骨骨软骨损伤的方式较多,对于Hepple分型Ⅰ和Ⅱ型病变保守康复治疗和生物制剂可缓解病情;Hepple分型Ⅲ型及以上且病变直径<15 mm选择微骨折或克氏针钻孔骨髓刺激治疗,但长期疗效不佳;更大病变面积选择置换和再生策略,移植失败是其最主要风险;(2)生物制剂治疗作为一种治疗新方式,多用于组合治疗;(3)针对距骨骨软骨损伤的治疗,需要考虑到软骨损伤的面积、部位等诸多因素,其治疗方案的选择还应考虑医疗技术开展情况以及患者接受程度、经济状况等因素,建议对各种方案进行个性化组合治疗,以取得更为良好的效果。

关键词：距骨距骨骨软骨损伤微骨折移植术富血小板血浆干细胞

铜锶二元掺杂硅酸钙涂层改性钛合金的促成骨和抗菌效应

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中国组织工程研究 2025年第22期29卷 4639-4646页

作者：程新奇邵龙辉沈华侨刘宏伟南京医科大学附属常州第二人民医院骨科南京医科大学常州医学中心江苏省常州市213003 大连医科大学研究生院辽宁省大连市116044

背景:钛合金作为骨科植入物时缺乏生物活性,可导致种植体松动和假体周围感染,因此,研究一种兼顾促成骨和抗感染复合功能的钛合金表面改性方法具有重要意义。目的:研究铜、锶二元掺杂硅酸钙复合涂层改性钛合金的理化性质,评估其促成骨和... 详细信息

背景:钛合金作为骨科植入物时缺乏生物活性,可导致种植体松动和假体周围感染,因此,研究一种兼顾促成骨和抗感染复合功能的钛合金表面改性方法具有重要意义。目的:研究铜、锶二元掺杂硅酸钙复合涂层改性钛合金的理化性质,评估其促成骨和抗菌方面的潜能。方法:采用球磨、造粒方法制备含有氧化铜、氧化锶及硅酸钙的复合粉末,采用大气等离子喷涂技术在钛合金(Ti6Al4V)表面制备铜锶二元掺杂硅酸钙复合涂层,对复合涂层进行表征。将钛合金浸提液、硅酸钙涂层改性钛合金浸提液、铜掺杂硅酸钙复合涂层改性钛合金浸提液、铜锶二元掺杂硅酸钙复合涂层改性钛合金浸提液分别与MC3T3-E1细胞共培养,检测材料的生物安全性与促成骨性能。将金黄色葡萄球菌(或大肠埃希菌)分别与钛合金、硅酸钙涂层改性钛合金、铜掺杂硅酸钙复合涂层改性钛合金、铜锶二元掺杂硅酸钙复合涂层改性钛合金共培养,扫描电镜、平板计数法检测材料的体外抗菌性能。结果与结论:(1)扫描电子显微镜下可见铜锶二元掺杂硅酸钙复合涂层粗糙表面存在大量的纳米结构,该复合涂层成功喷涂在钛合金表面,在体外可缓释Sr^(2+)和Cu^(2+),并且Sr^(2+)的释放浓度大于Cu^(2+);(2)CCK-8和细胞活死染色结果显示,铜掺杂硅酸钙复合涂层改性钛合金具有一定的细胞毒性,硅酸钙涂层与铜锶二元掺杂硅酸钙复合涂层改性钛合金具有良好的生物相容性;碱性磷酸酶与茜素红染色结果显示,相较于钛合金、硅酸钙涂层改性钛合金,铜锶二元掺杂硅酸钙复合涂层改性钛合金表现出更优的促成骨性能;(3)扫描电镜观察、细菌涂布和细菌计数法结果表明,相较于钛合金、硅酸钙涂层改性钛合金,铜掺杂硅酸钙复合涂层与铜锶二元掺杂硅酸钙复合涂层改性钛合金能有效抑制金黄色葡萄球菌和大肠埃希菌的生长,表现出抗菌潜能;(4)结果表明,铜锶二元掺杂硅酸钙复合涂层改性钛片具备良好的生物相容性、促成骨性能与抗菌性能。

关键词：钛合金等离子体喷涂复合涂层氧化铜氧化锶硅酸钙成骨金黄色葡萄球菌大肠埃希菌

小分子药物治疗骨关节炎的热点问题及应用前景

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中国组织工程研究 2025年第9期29卷 1913-1922页

作者：余帅刘家伟朱彬潘檀李兴龙孙广峰于海洋丁亚王宏亮蚌埠医学院附属阜阳市人民医院骨科关节及创伤病区安徽省阜阳市236000

背景:骨关节炎的病理生理过程中存在多种蛋白、信号通路及炎症递质等的参与,开发针对这些蛋白、信号通路及炎症递质等的小分子药物,可有效延缓骨关节炎的进展并改善其临床表现。目的:基于骨关节炎的发病机制,对小分子药物治疗骨关节炎... 详细信息

背景:骨关节炎的病理生理过程中存在多种蛋白、信号通路及炎症递质等的参与,开发针对这些蛋白、信号通路及炎症递质等的小分子药物,可有效延缓骨关节炎的进展并改善其临床表现。目的:基于骨关节炎的发病机制,对小分子药物治疗骨关节炎的研究进展作一综述。方法:检索PubMed、中国知网和万方数据库,英文检索词为“osteoarthritis,arthritis,osteoarthrosis,degenerative,arthritides,deformans,small molecule drugs,small molecule inhibitors,small molecule agents”,中文检索词为“骨关节炎,小分子药物,小分子抑制剂”,按纳入和排除标准共纳入68篇文献进行总结。结果与结论:①目前对于骨关节炎发病机制的研究尚不明确,骨关节炎的发生发展与蛋白质、细胞因子及信号转导通路的关系较为密切,因此其治疗机制较为复杂,当前通过小分子药物靶向骨关节炎相关的蛋白质、细胞因子及信号转导通路成为一大研究热点。②小分子药物通常具有明确的细胞内或细胞外靶点和疗效,包括增强软骨修复、抑制关节退化、减轻炎症和缓解疼痛,另外一些抗骨关节炎的小分子药物在促进干细胞软骨分化和软骨基质重建方面显示出前景。③目前对于小分子药物靶向骨关节炎的病理生理过程从而延缓骨关节炎的进展,还处于实验性阶段,但这些小分子药物在实验过程中大部分都表现出预期的结果,目前并无相关研究说明小分子药物治疗骨关节炎的疗效。④小分子药物治疗骨关节炎在基础实验阶段已经达到了预期的实验结果,大量研究表明,小分子药物可以靶向抑制引起骨关节炎的特定蛋白质、细胞因子及信号转导通路,从而治疗骨关节炎,但其安全性和有效性等问题还需要进一步的基础和临床研究进行验证,这一过程需要更多的学者进行探索和研究。⑤目前国内外有许多学者针对骨关节炎的治疗做出了贡献,比起传统治疗方式而言,小分子药物在基础实验阶段表现出更好的疗效和安全性,有望成为未来骨关节炎治疗的新兴方法,为骨关节炎患者摆脱痛苦。

关键词：骨关节炎退行性骨关节病蛋白质细胞因子信号转导通路靶向治疗炎症软骨修复小分子药物综述

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骨科学领域组织透明化技术的应用与展望

中国组织工程研究 2025年第15期29卷 3227-3234页

作者：高阳高原马炳江岳辉石永新牡丹江医学院黑龙江省牡丹江市157011 深圳大学附属华南医院广东省深圳市518111 深圳市光明区人民医院广东省深圳市518106

背景:骨组织作为高度矿化且结构复杂的结缔组织,在维持生物体形态和功能中扮演关键角色,传统的成像技术难以满足对其深入观察的需求。组织透明化技术的出现使得研究者能够更加清晰地观察到骨内的细微结构,如骨小梁、骨髓腔以及与骨组织... 详细信息

背景:骨组织作为高度矿化且结构复杂的结缔组织,在维持生物体形态和功能中扮演关键角色,传统的成像技术难以满足对其深入观察的需求。组织透明化技术的出现使得研究者能够更加清晰地观察到骨内的细微结构,如骨小梁、骨髓腔以及与骨组织相互作用的神经和血管网络,为骨科学的研究和临床应用开辟了新的视角。目的:旨在全面梳理组织透明化技术在骨科学领域的应用,并探讨其在骨组织结构与功能研究、疾病机制解析以及治疗策略创新中的潜力,同时对其创新点进行展望。方法:检索覆盖中国知网和PubMed数据库,英文检索词为“tissue clearing,tissue optical,bone”等,中文检索词为“组织透明化、骨、骨缺损”等,结合布尔逻辑以优化检索策略。纳入与组织透明化技术和骨科学研究直接相关的期刊论文和学位论文,排除关联性不强、重复或数据不完整的文献。最终纳入82篇文献进行分析,关注点包括透明化技术的效能、应用范围及对骨科学研究的贡献。结果与结论:①组织透明化技术在骨结构分析、骨代谢研究、骨肿瘤的病理学特征、骨折愈合过程、骨感染的机制研究以及骨移植和植入物材料的生物相容性评价等多个领域均展现出其独特的应用优势;②该技术的应用不仅加速了骨科学领域的基础研究进展,也为临床治疗提供了新的策略和方法,其在骨科学研究领域具有广阔的应用前景。

关键词：组织透明化技术骨科学三维成像骨组织生物医学成像

金黄色葡萄球菌慢性骨髓炎的病理机制及最新治疗进展

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中华创伤骨科杂志 2024年第5期26卷 455-460页

作者：梁夏军覃承诃暨南大学附属广东省第二人民医院创伤骨科广州510317 南方医科大学南方医院骨科-创伤骨科广州510515

慢性骨髓炎主要由金黄色葡萄球菌引起,是一种以反复发作的窦道流脓、慢性胀痛和骨质破坏为特征的严重感染性疾病。该疾病的治疗面临着高复发率和致残率的挑战,给患者带来巨大的身体和经济负担,现已成为亟待解决的全球性重大健康问题。... 详细信息

慢性骨髓炎主要由金黄色葡萄球菌引起,是一种以反复发作的窦道流脓、慢性胀痛和骨质破坏为特征的严重感染性疾病。该疾病的治疗面临着高复发率和致残率的挑战,给患者带来巨大的身体和经济负担,现已成为亟待解决的全球性重大健康问题。近年来,随着医疗技术和微生物学的发展,关于慢性骨髓炎迁延难愈的病理机制相关研究不断深入。骨陷窝网络结构的入侵和小菌落变体表型转变的致病机制逐渐被揭示,为解释其治疗的复杂性提供了新视角。这一发现继细菌耐药、生物膜形成和胞内感染等机制之后,成为理解该疾病的新突破。本文综述了这些机制对慢性骨髓炎治疗挑战的影响,并探讨了最新的治疗前景。

关键词：骨髓炎感染复发金黄色葡萄球菌病理机制

Apelin-13抑制巨噬细胞M1极化缓解全身炎症性骨丢失

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中国组织工程研究 2025年第8期29卷 1548-1555页

作者：王文涛侯振扬王熠军徐耀增苏州大学附属第一医院骨科江苏省苏州市215006 滕州市中心人民医院关节运动医学科山东省滕州市277500

背景:Apelin-13因具有抗炎和抗氧化等生物活性,在神经炎症、心血管损伤和肺炎等临床常见疾病中发挥着有效的治疗作用,然而对于Apelin-13在治疗炎症性骨丢失中是否同样具有良好的疗效目前尚无相关基础研究。目的:探究Apelin-13对炎症性... 详细信息

背景:Apelin-13因具有抗炎和抗氧化等生物活性,在神经炎症、心血管损伤和肺炎等临床常见疾病中发挥着有效的治疗作用,然而对于Apelin-13在治疗炎症性骨丢失中是否同样具有良好的疗效目前尚无相关基础研究。目的:探究Apelin-13对炎症性骨丢失的治疗作用及其机制,以期探究治疗炎症性骨丢失的潜在药物。方法:①体外实验:将RAW264.7细胞分为3组:对照组,脂多糖组和治疗组。对照组只加入DMEM完全培养基;脂多糖组加入脂多糖(100 ng/mL)诱导炎症DMEM培养基;治疗组加入10 nmol/L Apelin-13+脂多糖诱导炎症DMEM培养基。诱导炎症24 h后,使用Western Blot检测M1型巨噬细胞的标志蛋白诱导型一氧化氮合酶和CD86的表达,并使用细胞免疫荧光染色检测诱导型一氧化氮合酶的表达。并在对照组、脂多糖组和治疗组中同时加入等量的核因子κB受体活化因子配体(50 ng/mL)诱导破骨细胞,诱导6 d后使用抗酒石酸酸性磷酸酶染色和F-actin染色评估破骨细胞诱导的结果。②体内实验:将18只C57BL/6雄性小鼠随机分为3组:假手术组、脂多糖组、治疗组。假手术组连续1周在小鼠腹腔内注射0.1 mL的PBS;脂多糖组注射0.1 mL含脂多糖(5 mg/kg)的PBS稀释液;治疗组注射0.1 mL含脂多糖(5 mg/kg)+Apelin-13(100μg/kg)的PBS稀释液。3组小鼠连续腹腔注射7 d,于第8天处死小鼠,收集每只小鼠的2个股骨,一半进行micro-CT扫描和骨参数分析,另一半进行苏木精-伊红染色。结果与结论:①体外实验:Western Blot结果显示,脂多糖组诱导型一氧化氮合酶和CD86的表达较对照组明显增多,而Apelin-13能够显著抑制脂多糖诱导的巨噬细胞M1极化,细胞免疫荧光的结果也显示治疗组诱导型一氧化氮合酶的表达较脂多糖组减少,同时抗酒石酸酸性磷酸酶染色和F-actin染色结果显示Apelin-13抑制脂多糖诱导的破骨细胞异常活化及骨吸收能力。②体内实验:micro-CT结果显示全身炎性导致股骨远端骨质出现明显丢失,而Apelin-13则能够显著抑制骨质的流失,苏木精-伊红染色结果也表明Apelin-13能够有效缓解炎症诱导的小鼠股骨远端骨质流失。③结果表明:Apelin-13能够通过抑制巨噬细胞M1极化,抑制破骨细胞的异常激活和骨吸收能力,缓解全身炎症诱导的骨丢失。

关键词： Apelin-13 巨噬细胞极化破骨细胞活化全身炎症性骨丢失

多切口多枚小钢板治疗Rüedi-Allg（o）werⅡ～Ⅲ型pilon骨折

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中华创伤杂志 2014年第7期30卷 684-687页

作者：唐三元杨辉李远辉孙鸿涛詹鹏唐天华暨南大学附属珠海医院创伤骨科珠海519000 广东省第二人民医院骨科

目的探讨多切口多枚小钢板（multiple low-profile plate,MLPP）内固定治疗Rüedi-Allg（o）werⅡ～Ⅲ型pilon骨折的疗效. 方法回顾性分析2007年7月-2012年3月采用多切口MLPP固定治疗且获得随访的21例pilon骨折患者资料.其中Rüedi-A... 详细信息

目的探讨多切口多枚小钢板（multiple low-profile plate,MLPP）内固定治疗Rüedi-Allg（o）werⅡ～Ⅲ型pilon骨折的疗效. 方法回顾性分析2007年7月-2012年3月采用多切口MLPP固定治疗且获得随访的21例pilon骨折患者资料.其中Rüedi-Allg（o）werⅡ型7例,Ⅲ型14例.根据X线片及CT显示的骨折折线累及范围选择多个切口,采用MLPP固定骨折.采用Burwell-Charnley影像学评价标准评价复位质量,美国足踝外科协会（American Orthopedic Foot＆Ankle Society,AOFAS）踝与后足功能评分评价踝关节及后足功能.统计骨折类型、骨折愈合率、切口并发症发生率. 结果骨折均愈合,骨折复位优良率为95％（20/21）;AOFAS评分优11例,良6例,可4例,优良率达81％.无切口感染患者,1例切口开裂,5例发生创伤性关节炎. 结论多切口MLPP固定治疗pilon骨折可减少切口并发症,有利于骨折复位、稳定,以达到早活动、晚负重的要求.

关键词：胫骨骨折骨折固定术,内切口

不同内固定系统治疗股骨转子间骨折的力学稳定性

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中国组织工程研究 2025年第9期29卷 1783-1788页

作者：陈曦汤涛陈铜兵李青张文常州市第一人民医院江苏省常州市213003 苏州大学附属第三医院江苏省常州市213003 苏州大学苏州医学院骨科研究所江苏省苏州市215006

背景:股骨转子间骨折的骨折类型和固定方式多样,各固定系统间的力学稳定性相差较大。使用有限元分析方法对各固定系统开展生物力学研究具有科学的临床意义。目的:通过有限元方法对比分析多种内固定应用于股骨A031-A2.1型转子间骨折的力... 详细信息

背景:股骨转子间骨折的骨折类型和固定方式多样,各固定系统间的力学稳定性相差较大。使用有限元分析方法对各固定系统开展生物力学研究具有科学的临床意义。目的:通过有限元方法对比分析多种内固定应用于股骨A031-A2.1型转子间骨折的力学稳定性。方法:在已验证有效性的股骨有限元模型基础上,对模型进行必要的切割,造模成股骨A031-A2.1型转子间骨折,模拟临床手术方法置入不同的内固定系统,分别建立股骨近端防旋髓内钉、动力髋螺钉、经皮加压钢板和股骨近端锁定钢板固定模型。约束4组模型股骨远端下所有节点,在股骨头上施加700,1400和2100N的压缩载荷,通过计算分析,观察各组模型的等效应力分布和压缩刚度,比较各组模型之间的力学稳定性。结果与结论:①通过计算分析,对比各组模型的变形量计算压缩刚度后,在各级载荷作用下,各组模型上压缩刚度呈现的趋势:生理组>股骨近端防旋髓内钉组>股骨近端锁定钢板组>经皮加压钢板组>动力髋螺钉组;完整的生理组模型的压缩刚度明显高于所有的手术组模型;②观察应力指标,因存在应力遮挡效应,致使各固定组的应力峰值均高于生理组,最大峰值均集中分布于各内固定上;其中股骨近端防旋髓内钉固定组应力峰值最小,动力髋螺钉固定组应力最高,应力分布趋势呈现:生理组<股骨近端防旋髓内钉固定组<经皮加压钢板固定组<股骨近端锁定钢板固定组<动力髋螺钉固定组;③分布于骨质模型的应力,因内固定置入位置不同呈现不同的分布结果;④提示对于股骨转子间骨折,各种内固定均能起到有效的固定,结合有限元分析结果得出股骨近端防旋髓内钉组是较好的一种内固定选择,呈现变形量小、应力峰值低,应力分布均匀的特性;经皮加压钢板组和股骨近端锁定钢板组的力学效果优良,固定效果接近股骨近端防旋髓内钉固定;动力髋螺钉固定效果欠佳,同比于其他内固定,其力学稳定性较差。

关键词：股骨转子间骨折内固定系统力学稳定性有限元分析等效应力压缩刚度