1、2020/4/5,1,促进骨愈合,2020/4/5,2,骨折处理基本原则,解剖或近似解剖复位 稳定可靠的固定 早期功能锻炼,2020/4/5,3,骨折愈合基本条件,适当力学环境 充足的生骨细胞 诱导成骨的因素 良好的血供,2020/4/5,4,骨缺损修复机制,骨引导、骨传导和骨诱导 影响因素有：细胞移行、骨生成活性的表达水平、细胞膜受体机制、第二信使、骨诱导生长因子、单位时间内细胞有丝分裂相的数目等,2020/4/5,5,促进骨折愈合的措施,骨移植 骨髓 生长因子及其复合物 骨替代物 电刺激及超声治疗 药物治疗 组织工程及基因治疗,2020/4/5,6,生长因子 GROWTH FACTORS,
2、调节细胞增殖、分化 改变细胞产物和基质的合成 调节细胞组成成分的表达,2020/4/5,7,脱钙骨基质 (demineralized bone matrix， DBM) 骨基质明胶 (bone matrix gelatin， BMG) 骨形态发生蛋白 (bone morphogenetic protein，BMP),2020/4/5,8,DBM,植入肌肉内，可诱导间充质细胞增殖软骨细胞软骨基质钙化血管侵入成骨 骨折后骨痂 DBM 成骨能力优于正常骨痂，术后 8 d 取出者最高 海绵状或泥灰状 DBM 具有诱导成骨活性和骨传导能力，矿化程度接近正常骨,2020/4/5,9,BMG,从 DBM 进
3、一步提取，诱导活性更高 大部细胞失活，抗原性弱 pBMG 与 pBMP 植入小鼠肌袋内，术后 2128 d， AKP 活性最高,2020/4/5,10,BMP,无种属特异性 跨种属诱导成骨能力 成骨方式主要为软骨内成骨 新骨形成量与植入量呈正相关 免疫排斥反应轻微,2020/4/5,11,BMP诱导成骨的条件,诱导因子 靶细胞 适宜的环境,2020/4/5,12,BMP,抗原定位于骨细胞及哈弗管内皮,2020/4/5,13,BMP,BMP-2 BMP-4 BMP-7,2020/4/5,14,BMP,单独植入可迅速被吸收，缺乏骨细胞的支持，失去局部持续刺激和诱导成骨作用，诱导活性常不理想 需要载
4、体的支持，形成缓释系统,2020/4/5,15,BMP载体条件,良好生物相容性，无毒，无副作用 骨传导作用，不影响 BMP 活性 逐渐降解，速度与成骨速度匹配 适当孔径及孔隙率 缓释、助溶 一定立体结构和机械强度 不引起免疫排斥反应 使用方便，可任意塑形或注射,2020/4/5,16,BMP复合物,非生物性材料 生物性材料 生长因子,2020/4/5,17,BMP复合生物性材料,BMP + 胶原 BMP + 骨髓 BMP + DBM BMP + 脱蛋白骨 （DPB） BMP + 去抗原与部分脱钙松质骨,2020/4/5,18,BMP + 生长因子,BMP + PDGF BMP + VEGF B
5、MP + bFGF BMP + IL-1 BMP + TNF,2020/4/5,19,BMP + 生长因子,rhTNF-/bDPB/bBMP组几乎不见炎症细胞，而bDPB/bBMP组，出现的少量炎症细胞浸润于术后4周基本消失，可能TNF-参与了免疫调控而减轻免疫反应，据此认为，理想的骨移植材料应是适宜的载体/BMP/生长因子的重组合,2020/4/5,20,不同生长因子组合,TGF- + bFGF IGF + FGF IGF +TGF-,2020/4/5,21,骨替代物,具有传导性和诱导性成骨双重作用 良好力学强度 生物相容性 可降解性 一定孔隙率 移植后与骨的界面产生骨性结合,2020/4/
6、5,22,骨替代物,体内发生溶解，释放较多Ca、PO3-4，参与钙磷代谢 参与骨沉积和骨重建,2020/4/5,23,骨替代物,惰性生物陶瓷 表面活性生物陶瓷 可降解生物陶瓷 复合生物陶瓷,2020/4/5,24,惰性生物材料,氧化铝涂层 氧化锆涂层 钛涂层,2020/4/5,25,惰性生物材料,有一定降解度，部分参与体内新陈代谢，一定骨诱导作用，发生骨性结合，促进缺损骨组织的修复,2020/4/5,26,活性生物材料,羟基磷灰石（HA） 磷酸钙骨水泥（CPC） 磷酸三钙- （TCP-）,2020/4/5,27,活性生物材料,耐腐蚀、耐磨损 不溶解、不变质 移植物与机体间形成一定厚度的纤维组织
7、 产生机械固定结合,2020/4/5,28,可降解生物陶瓷,硫酸钙陶瓷 碳酸钙陶瓷 磷酸钙陶瓷,2020/4/5,29,羟基磷灰石（HA）,Ca/P为1.67，良好稳定性 不能被降解吸收 孔径 160500 m 孔隙率 42%62% 良好组织相容性 无诱导成骨性能,2020/4/5,30,rHA与CHA,rHA：取自暗礁珊瑚，三维多孔陶瓷，含羟基磷灰石，质脆，便于修剪 珊瑚羟基磷灰石（CHA）：植入 46 周，出现大量软骨细胞样细胞和成骨细胞，16周，骨组织成熟,2020/4/5,31,磷酸钙骨水泥（CPC）,CPC/BMP 植入4 周已有新骨长入，24 周时骨形成量和钙化程度明显高于单独 C
8、PC 组,2020/4/5,32,磷酸三钙-（TCP-）,Ca/P 为1.5，溶解度大 植入生物体一段时间后，其中无机钙和磷参与宿主的代谢过程,2020/4/5,33,TCP-复合物,TCP-/骨髓 HA/ TCP- HA/ TCP-/BMP TCP-/BMP TCP-/rhBMP,2020/4/5,34,TCP-/BMP,良好骨传导性和骨诱导性 生物相容性好 孔隙及孔隙率均较大，表面积广泛 降解率大于单纯 TCP-，更大于 HA TCP-/rhBMP 有大量软骨或骨形成,2020/4/5,35,HA/TCP,将BMCs 与HA/TCP 共同培养，BMCs能很好附着于陶瓷载体表面，形成纤维组织
9、，载体与周围肌肉结合紧密，无淋巴浸润，有良好生物相容性 TCP 有良好生物降解性，而 HA 则无，两者复合可增强成骨效果 90% 的载体由 TCP 构成，有较强可吸收性，留下空间逐渐为新生骨替代,2020/4/5,36,HA/RBM/BMP/FS,HA 有一定力学强度，起支架和骨传导作用，但呈颗粒状，不易塑形 FS 作为生物粘合剂，便于塑形，机械强度差 RBM 与 BMP 均具骨诱导作用 HA/RBM/BMP/FS 同时起骨传导、骨诱导及自体成骨作用,2020/4/5,37,人工骨粒（Bi-OsteticTM）,60% HA 和 40% TCP-混合组成的多孔颗粒 同时具 HA 及 Ca3（P
10、O4）3生物学特性，易于降解，利于骨的生长重建 人工骨浆（Cem-OsteticTM）：植入后与周围松质骨紧密结合，提供骨形成模板，固化快，可任意塑形或注射，能在体内降解吸收,2020/4/5,38,高分子降解材料,聚乳酸(polylactide，PLA) 聚乙醇酸 （polyglycolide，PGA） 聚乳酸与聚乙醇酸共聚物( PLGA) 聚消旋乳酸(PDLLA),2020/4/5,39,高分子降解材料,力学性能 生物活性 适时降解,2020/4/5,40,PLA,力学性能介于松质骨与皮质骨之间 与宿主骨界面固定强度高 降解产物经呼吸系统排出体外 植入后被一层纤维组织包裹，呈正常异物反应
11、裂解后，纤维组织及毛细管长入，逐渐修复替代,2020/4/5,41,PLA的优点,降解相对缓慢，生物降解率50%，外形可保持相当长时间，完全吸收需 4 年 无毒，良好生物相容性 延性材料，可塑形 SR- PLA 可提高材料机械性能,2020/4/5,42,PGA,成骨发育正常，原始间充质细胞先被激活，以后分化、机化 愈合过程较慢 炎性反应持久存在 SR-PGA 初始强度可满足固定要求,2020/4/5,43,PLGA,经型胶原或纤维连接蛋白（FN）表面修饰后，可明显提高 MSCs 黏附、增殖及向成骨细胞定向分化,2020/4/5,44,高分子降解材料复合物,PLA + PGA PDLLA +
12、HA + -TCP PDLLA + HA + -TCP + BMP,2020/4/5,45,可降解材料复合物不足点,亲水性不足，细胞吸附力较弱 可引起无菌性炎症 机械强度不足 可残留有机溶剂的细胞毒作用,2020/4/5,46,生物性及其他有机载体材料,胶原 纤维蛋白胶 异体骨 异种骨 其他：几丁质（chitin）、聚乙烯吡咯酮（PVP）等,2020/4/5,47,与成骨细胞黏附的有关蛋白质,细胞外基质蛋白（ECM） 细胞骨架蛋白（cytoskeleton） 免疫球蛋白超家族成员 整合素（integrin） 钙黏附蛋白（cadherin）,2020/4/5,48,纤维蛋白胶 （Fibrin S
13、ealnt，FS）,由数种血浆蛋白成分组成的一种可降解复合制剂 良好生物相容性及可吸收性 良好黏附作用 生长因子的缓释载体 可注射性 显著促进MSCs增殖及向成骨细胞分化,2020/4/5,49,细胞黏附过程,细胞附着（cell attachment） 细胞伸展（cell spreading） 肌动蛋白细胞骨架（actin cytoskeleton） 焦点黏附（focal adhesion）,2020/4/5,50,组织工程化人工骨,具有生物活性的生长因子和细胞与可降解性的骨替代材料的结合 性能介于无生命活力的骨替代材料与有生命活力的自体骨之间 植入体内后，同样发生血管化过程，支架材料的疏松多孔结构及其良好的生物活性与组织相容性，使周围移植床的增生血管能长入其中,2020/4/5,51,组织工程化人工骨,将活的细胞（干细胞）通过某种方式与基质或载体支架结合 植入体内后可以改造为宿主组织的一部分，参与宿主组织的新陈代谢,2020/4/5,52,组织工程化人工骨,载体支架要求 良好的生物相容性 良好的生物降解性 具有三维立体多孔结构 可塑性和一定机械强度 良好的材料-细胞界面,
