翻修术|关节置换“翻修”时代 啥材料更受青睐


翻修术|关节置换“翻修”时代 啥材料更受青睐
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关振鹏(左二)正在进行手术 。首钢医院供图
采访人员 张思玮
经过半个多世纪的发展 , 现代人工髋、膝关节置换术已在全世界范围内广泛普及 。据不完全统计 , 2019年我国的人工髋、膝关节置换手术量已经超过了95万例 , 且仍以接近每年20%的速度增长 。
“我国引入人工关节置换手术已有30余年 。从关节假体使用损耗和假体附近骨损失的时间推算 , 我国即将进入大量关节置换后的‘翻修’时代 。”北京大学首钢医院副院长关振鹏在接受《中国科学报》采访时表示 , 其中 , 骨缺损的处理是翻修手术最为复杂的技术关键点之一 。
近日 , 《先进药物递送评论》刊发了关振鹏团队与芬兰埃博学术大学教授张宏博、上海交通大学医学院附属瑞金医院教授崔文国联手在骨再生治疗领域的研究进展 , 他们首次在静电纺丝和3D生物打印两个技术层面介绍了骨再生材料的合成策略及技术选择 。
业内专家认为 , 该研究不仅在材料选择与制作技术方面进行了系统全面的分析和论述 , 更可贵的是结合了实际临床需求 , 从外科医生角度出发 , 讲述了对未来骨科研发产品的期望 。
骨科材料的“推陈出新”
1965年 , 美国科学家Urist首次提出诱导成骨理论 , 即具有骨诱导特性的生物材料可以诱导骨髓干细胞趋化并分化成骨细胞 , 诱导骨细胞在局部分泌矿化基质和胶原蛋白 , 从而形成新骨 , 在非骨骼环境中形成骨骼 。
随着学术界对骨替代材料研究的不断深入 , 多种骨替代材料相继研发问世 , 包括同种异体骨、脱矿骨基质、人工合成骨传导生物材料等 。
目前 , 对于小范围非应力部位的骨缺损 , 骨科的“金标准”是同种异体骨移植 , 但其价格比较昂贵 , 而且只适用于小范围或非负重区的填补 。
对于大面积、负重区骨缺损的处理 , 业内起初使用骨水泥、骨屑直接进行填补 , 但其远期效果并不理想 。即便是先在骨缺损部位加入螺钉进行固定 , 效果依然不佳 , 因此逐渐被临床淘汰 。
“现在 , 我们经常使用的是一种叫钽的金属 , 它的内部结构与人类骨结构非常相似 , 都有‘小梁结构’ , 骨组织可以很好地与钽嵌入生长 。同时 , 无论是机械应力、密度还是金属惰性 , 它都非常适合作为植入物 。”关振鹏说 , 目前 , 由钽金属制作的“小垫块”成为了骨科翻修术的主流材料选择 。
但钽垫块也有局限性 。
“首先钽的价格非常昂贵 , 一个小小的垫块都要数万元;其次 , 钽的密度比骨密度要大 , 而骨缺损修补材料与骨的密度差异是骨缺损修复远期效果的主要影响因素 。”崔文国认为 , 骨再生材料的研究不能单纯地探索新材料 , 还要从新制作工艺寻求解决办法 。
新制作工艺带来“机遇”
近年来 , 最为火爆的3D打印技术为骨科带来了“新视野” 。
据该论文作者之一、北京大学首钢医院骨科硕士研究生王一川介绍 , 国内已经有公司使用钛合金进行3D打印制备成骨小梁结构的骨缺损材料和植入物 。“在保障骨缺损位置机械应力的情况下 , 骨组织能嵌入生长 , 而且材料价格比较亲民 , 远期效果也比较理想 。”

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