翻修术|关节置换“翻修”时代 啥材料更受青睐( 二 )
但这同时也带来一个问题：嵌入生长的不一定是骨组织 ， 还有瘢痕或者其他软组织 。
“如何使填补材料更好地嵌入生长呢？我们需要制作具有模拟体内局部微环境结构特征的‘支架’ ， 这时我们就想到了制备微纳米纤维的电纺丝技术 。”关振鹏说 。
所谓的电纺丝技术是指对针头内高分子液体施加高压电 ， 使针头内液体带有电荷 ， 由于电荷之间互相排斥且与接地端互相吸引 ， 使液体能够克服表面张力射出针头 ， 从而获得纳米或微米尺度的细丝 。
目前 ， 电纺丝技术通过喷丝头和收集器以及调节参数 ， 制造具有不同形态的纳米纤维 ， 例如中空、芯套筒以及珠状结构和不同纤维直径或其他独特结构的纳米纤维 ， 并在骨再生领域应用 。
“为了模拟骨的自然生长状态 ， 静电纺丝纤维膜可以通过相关方式影响成骨细胞的增殖和分化仿生的粗糙度、动态压缩变量 ， 使成骨细胞更好地增殖附着 ， 达到骨快速生成的目的 。”关振鹏说 。
不过 ， 在临床工作中 ， 有很多关节置换的患者都伴有严重的骨质疏松 。
“植入周围骨的质量直接决定着手术效果 ， 于是 ， 在植入假体或支持物上负载有利于骨再生的活性组分是非常好的途径 。”王一川说 。
仍需接受临床实践的“考验”
虽然静电纺丝和3D生物打印在生产复杂结构方面有巨大潜力 ， 但在临床应用中也需要技术的提升 。
【翻修术|关节置换“翻修”时代 啥材料更受青睐】“我们需要深入研究材料负载水平对机械和生物性能的影响 ， 将宏观的3D打印支架和微观的微纳米纤维相结合 ， 实现宏观新组织长入和微观细胞行为调控 ， 并寻求在静电纺丝和3D生物打印支架中的平衡 ， 以确保最佳性能 。具体而言 ， 材料需要满足特定的要求才能确保制造方式高效和有效地运行 ， 因此 ， 在获取优化纳米材料增强的骨组织工程支架时所采用的静电纺丝和3D生物打印技术相结合 ， 再优化组合的方法 ， 实现了宏观和微观的统一 。”关振鹏说 。
此外 ， 张宏博认为 ， 还应利用分子生物学方法进一步探索诱导下的详细机制生物现象 ， 进而从分子机理上给予证实 ， 才能增强静电纺丝和3D生物打印支架工程化优选产品的性能；同时 ， 要充分利用现有的静电纺丝和3D生物打印支架 ， 重现多功能支架 ， 节省设计成本 。
当然 ， 任何一项新技术、新材料要实现临床转化 ， 最为重要的是在临床中得到验证 。它的安全性和有效性都需要在未来几十年的临床实践中不断总结 。
一直以来 ， 骨水泥是骨科最常用的“胶水” ， 是用来固定植入物假体和骨的黏合剂 ， 但其最终与人身体的主要应力组织——骨组织存在许多差异 。关振鹏期望 ， “在骨科的假体置换和骨缺损修复领域 ， 追求纯自然状态 ， 即手术后患者完全回归健康 ， 终生不需要进行二次手术翻修或将植入物取出 。”
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