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        切開復(fù)位骨粘合劑充填術(shù)在根骨骨折治療中的應(yīng)用

        2021-11-02 08:09:14彭姣劉俊
        粘接 2021年10期

        彭姣 劉俊

        摘 要:骨折愈合屬于復(fù)雜病理生理過程,存在大量生長因子并且發(fā)揮重要的作用。在骨科技術(shù)不斷發(fā)展的過程中,越來越多患者骨折使用手術(shù)治療,但是對內(nèi)固定材料和器材并不理想,金屬內(nèi)固定物需要二次手術(shù)取出,在經(jīng)濟、精神與肉體方面為患者帶來一定負擔。相關(guān)研究表示,切開復(fù)位骨粘合劑的粘合力比較強,并且具有良好降解性、生物相容性與骨傳導(dǎo)性,被廣泛應(yīng)用到臨床骨折固定中。以此,文章對切開復(fù)位骨粘合劑充填術(shù)在根骨骨折治療中的使用進行分析,以此為粉碎性骨折治療提供參考建議。

        關(guān)鍵詞:切開復(fù)位;骨粘合劑;根骨骨折

        中圖分類號:TQ584+.31 文獻標識碼:A ? ? 文章編號:1001-5922(2021)10-0148-03

        Application of Open Reset Bone Adhesive Filling in the Treatment of Root Bone Fracture

        Peng Jiao, Liu Jun

        (Emergency Department, Shiyan Women and Children Hospital, Shiyan 442003, China)

        Abstract:Fracture healing is a complex pathophysiological process , which has a large number of growth factors and plays an important role .In the process of the continuous development of orthopedic technology , more and more patients use surgical treatment , but the internal fixation materials and equipment are not ideal , and the metal internal fix tures need to be removed by secondary surgery , which brings a certain burden to the patients in the economic , mental and physical aspects .Relevant studies show that the adhesive is relatively strong , and has good degrad ability , biocompatibility and bone conduction , which is widely used in clinical fracture fixation .Therefore , the use of open reset bone adhesive filling in root bone fracture treatment was analyzed , so as to provide reference suggestions for the treatment of comminuted fractures.

        Key words:open reduction ; bone adhesive ; root bone fracture

        在骨科技術(shù)不斷發(fā)展的過程中,骨折患者一般都是使用手術(shù)治療,但是對于內(nèi)固定器材和材料并不理想,金屬內(nèi)固定物要通過二次手術(shù)取出,提高了患者精神、經(jīng)濟、肉體的負擔。目前,世界各國醫(yī)生對骨折固定時自行吸收材料進行研究。從20世紀60年代以來,? 目前,世界各國醫(yī)生都在研究能夠在骨折時候具有固定作用,并且在骨折愈合之后自行吸收的材料。從60年代以來,越來越多研究學(xué)者都在研究可吸收性內(nèi)固定物[1]。以此,本文就分析骨折治療中切開復(fù)位骨粘合劑充填術(shù)的使用。

        1 醫(yī)用骨粘合劑的性能分析

        常用醫(yī)用骨粘合劑主要包括磷酸鈣系醫(yī)用粘合劑CPC、α-氰基丙烯酸酯類粘合劑、磷酸鎂醫(yī)用粘合劑MPC和聚甲基丙烯酸甲脂類粘合劑PMMA,表1為常用粘合劑的性能分析。通過固化反應(yīng)分析,α-氰基丙烯酸酯類粘合劑與PMMA固化為化學(xué)聚合反應(yīng),具有較快的反應(yīng)速度和較高的放熱溫度。通過生物學(xué)性能分析,PMMA和α-氰基丙烯酸酯存在毒性,容易出現(xiàn)異物反應(yīng),生物相容性也比較差。MPC和CPC安全無毒,不會出現(xiàn)異物反應(yīng),具有良好的生物相容性,并且MPC能夠被降解吸收。醫(yī)用骨粘合劑的粘合性能為主要力學(xué)性能,粘接機理和粘接強度和粘合劑應(yīng)用范圍與使用效果具有密切關(guān)系[2]。

        目前,有研究人員利用普通醫(yī)用骨粘合劑使用納米改性后的生物、化學(xué)和物理等性能都有所改變,改善醫(yī)用骨粘合劑的機械性能,降解速度滿足骨折愈合時間需求。在降低納米微粒顆粒直徑時,會增加表面張力、原子數(shù)量。將全新生物學(xué)和物理的性能展現(xiàn)出來,比如光學(xué)、力學(xué)、磁性等性能,表面超導(dǎo)性和穩(wěn)定性等性能比常規(guī)材料例子不同。因為粘合力比較低,阻礙了納米骨粘合劑的使用。目前,研究人員對納米改性技術(shù)進行研究,創(chuàng)建了新型骨骼修復(fù)材料,比如方納米仿真骨等,主要優(yōu)勢包括:生物相容性良好,并且可生物降解,具有良好理化性質(zhì)。為了將納米骨粘合劑在骨折固定中使用,要對納米骨粘合劑粘合力進行研究[3]。

        2 根骨骨折的單基因研究

        骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)為TGF-β超家族成員,在大量亞型中,BMP-2與BMP-7為重點研究生長因子,并且在臨床誘導(dǎo)骨形成中使用。Kuh等人研究表示,在骨折愈合中,BMP-2在體內(nèi)、體外具備促進骨折愈合、誘導(dǎo)成骨愈合的作用。并且成骨區(qū)域有限,將成骨作用充分發(fā)揮出來。另外,還有研究人員使BMP-1結(jié)合不同該磷酸鹽化合物,將水凝膠作為載體在大鼠大腿肌肉組織中注入,四周之后開展計算機斷層掃描表示存在成骨,酸磷鈣納米結(jié)晶效果比其他化合物比較優(yōu)。Paek等人利用攜帶BMP-2基因脂質(zhì)體與腺病毒載體轉(zhuǎn)染進入到小鼠骨髓基質(zhì)肝細胞,表示兩者能夠?qū)崿F(xiàn)BMP-2的表達,將腺病毒作為載體實現(xiàn)骨折愈合效果比脂質(zhì)體載體要優(yōu)。Musgtave等人使BMP-2實現(xiàn)腺病毒轉(zhuǎn)入到小鼠骨髓基質(zhì)肝細胞、骨骼肌細胞之后,表示全部細胞都能夠表達BMP-2,具備成骨活性。骨髓基質(zhì)干細胞組會分泌大量的BMP-2,并且具有較高的成骨活性[4]。Schwabe等人使具備hBMP-2基因重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)染大鼠脛骨骨折模型,表示對于骨折愈合具有積極影響。Moghaddam等人使BMP-7應(yīng)用到長骨不愈合患者具有一定的療效,表示在骨折不愈合領(lǐng)域?qū)儆诟锩缘膰L試。Den Boer等研究重組hBMP-7是否能夠促進骨折愈合,將山羊脛骨閉合骨折模型作為研究對象,表示hBMP-7能夠促進骨折愈合,從而生成正常骨組織。還有研究人員使攜帶hBMP-2基因重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)染大鼠脛骨骨折模型,表示其對于骨折愈合具有積極影響。還有研究人員將4周齡SD大鼠骨折模型進行分析,表示BMP-6在促進骨折愈合方面具有直接作用。

        國內(nèi)研究人員也對此方面有所證實,盧小娟等人將重組腺病毒攜帶BMP-2與BMP-9基因復(fù)合納米羥基磷灰石支架修復(fù)橈骨骨缺損實驗,BMP-9組橈骨缺損修復(fù),BMP-2組部分修復(fù),重組腺病毒介導(dǎo)BMP-9對于骨缺損之后成骨作用比BMP-2要強[5]。

        3 切開復(fù)位骨粘合劑在根骨骨折治療中使用

        3.1 PMMA的納米改性

        PMMA為混合甲基丙烯酸甲酯共聚物和固態(tài)兩相單體構(gòu)成的,比如負載抗生素、普通骨等粘合劑。PMMA骨粘合劑使用范圍比較廣泛,具備良好力學(xué)性能、易塑性,被廣泛應(yīng)用到椎體成形術(shù)、關(guān)節(jié)置換術(shù)和骨腫瘤等粘接固化方面。但是,PMMA故粘接劑還存在不足。因為成分和人體骨骼不同,那么生物相容性也有所降低。其次,具有較高的彈性系數(shù),能夠使抗疲勞強度記憶粘合力得到降低,在使用過程中釋放較高溫度。所以,要結(jié)合負載抗生素介孔氧化硅納米粒子,均勻空隙能夠?qū)崿F(xiàn)抗生素有效傳輸,對PMMA骨粘合劑的力學(xué)性能保證,對骨科手術(shù)患者的感染預(yù)防。

        3.2 MPC的納米改性

        MPC是通過不同比例緩凝劑、氧化鎂、磷酸鹽反應(yīng)所制備的普通醫(yī)用骨粘合材料。使機械強度得到提高,實現(xiàn)生物降解。在骨修復(fù)領(lǐng)域中,MPC也能夠被作為支架材料。相關(guān)研究人員研制水解蛋白-MP納米骨粘接劑生物支架,并且開展大量的實驗,實驗表示MPC納米骨粘接劑能夠促進體內(nèi)成骨,并且具備良好降解性能,對生物相容性進行保證,促進骨組織修復(fù)[6]。

        3.3 CPC的納米改性

        CPC屬于非陶瓷并且能夠自行固化的骨修復(fù)材料,其易塑性和填充性良好,對于細胞無毒,屬于安全骨修復(fù)材料。但是缺乏良好粘合力,導(dǎo)致CPC骨粘合劑無法在皮質(zhì)骨、承重骨固定中使用,比如脊柱椎體、脛骨平臺。研究人員通過提高粘接和機械強度,并且改善生物相容性、骨傳導(dǎo)性,促進骨組織的生成。在CPC納米骨粘接劑中添加納米材料,能夠使機械性能得到提高。相關(guān)研究是納米二氧化鈦和二氧化硅與CPC骨粘合劑負荷改性,提高短期機械強度,優(yōu)于納米二氧化鈦復(fù)合改性。其次,相關(guān)學(xué)者使海藻酸鈉和CPC納米骨粘合劑實現(xiàn)復(fù)合制備連著負荷材料,具有良好的粘接強度、生物相容性和力學(xué)強度最好。用上述實驗表示,利用此方式能夠?qū)C械強度得到改善,此為今后CPC納米骨粘合劑研究的重點。

        4 相關(guān)實驗研究

        4.1 材料

        使用右旋糖酐、2-異氰酸酯甲基丙烯酸乙酯,將二月硅酸二丁酯作為催化劑。

        4.2 光交聯(lián)明膠復(fù)合材料配置

        使用前驅(qū)體溶液光交聯(lián)法配置水凝膠,具體步驟為:在40℃水浴中劇烈攪拌溶液10min,添加1%光引發(fā)劑,最終濃度為1wt%。均勻化之后,使溶液在模具中注入。此系統(tǒng)通過紫外光源照射,樣品和導(dǎo)光板距離為44mm,調(diào)整光照為5、10、15、30、50mW/cm-2。

        4.3 測定溶脹動力學(xué)

        干凝膠在37℃中浸入PBS,并且持續(xù)振蕩。將多余表層水去除之后,對膨脹水凝膠重量測量,直到?jīng)]有檢測重量變化[7]。

        5 結(jié)果和討論

        5.1 粘接強度

        圖1為明膠溶液粘附強度試驗,在DO不斷增加的過程中,醛基增加Dex-U-AD和明膠關(guān)聯(lián)密度,使膠粘劑粘接力得到提高。在增加醛含量中,凝膠粘接強度飽和。

        5.2 溶脹動力學(xué)

        因為水凝膠膨脹率高,降低了機械強度,使大量的碎片破碎,無法以不規(guī)則的形狀進行承重。在醛含量不斷增加的過程中,降低了明膠水凝膠的最大溶脹率。在固定總固形物含量為25wt%的水凝膠和5wt%的明膠時,在100min的時候,凝膠固形物含量降低。

        溶脹率會影響到交聯(lián)密度、凝膠構(gòu)成、電荷密度。由于凝膠席夫反應(yīng)導(dǎo)致降低溶脹率,提高了醛基含量和關(guān)聯(lián)密度,從而降低平衡溶脹率。

        5.3 細胞毒性分析

        毒性試驗為生物材料重點,理想的生物粘附劑無法將毒性產(chǎn)物釋放出來,利用體外細胞毒性試驗評價。MTT法測定吸光度詳如圖2所示,指的是不同類型標準提取液培養(yǎng)。在72h之內(nèi)為L929的細胞活性,除Dex-U-AD/明膠的水凝膠提取物與陰性對照組沒有差別,72h細胞活力和對照組沒有差別,控制陰性細胞為85%,能夠降低對L929細胞的毒性[8]。

        6 結(jié)語

        實現(xiàn)醫(yī)用粘合劑的納米改性,能夠提高其機械性能、粘合力,并且外骨粘合劑生物相容性、降解性、傳導(dǎo)性都有所改善,所以能夠在骨折領(lǐng)域中使用納米骨粘合劑。將骨粘合劑應(yīng)用到根骨骨折中,對骨折碎塊復(fù)位,降低了并發(fā)癥幾率和手術(shù)操作難度。目前納米骨粘合劑還在研究,但是目前研究已經(jīng)有了顯著效果。降低傳統(tǒng)骨折固定療法的缺陷和并發(fā)癥,對于復(fù)雜部位骨折固定和骨折固定具有重要意義,促進新型生物材料發(fā)展。

        參考文獻

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