促进骨愈合的方法课件.ppt

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1、2023/1/22023/1/21 1 促进骨愈合促进骨愈合2023/1/22023/1/22 2 骨折处理基本原则骨折处理基本原则n解剖或近似解剖复位解剖或近似解剖复位n稳定可靠的固定稳定可靠的固定n早期功能锻炼早期功能锻炼2023/1/22023/1/23 3 骨折愈合基本条件骨折愈合基本条件n适当力学环境适当力学环境n充足的生骨细胞充足的生骨细胞n诱导成骨的因素诱导成骨的因素n良好的血供良好的血供2023/1/22023/1/24 4 骨缺损修复机制骨缺损修复机制n骨引导、骨传导和骨诱导骨引导、骨传导和骨诱导n影响因素有：细胞移行、骨生影响因素有：细胞移行、骨生成活性的表达水平、细胞膜受

2、成活性的表达水平、细胞膜受体机制、第二信使、骨诱导生体机制、第二信使、骨诱导生长因子、单位时间内细胞有丝长因子、单位时间内细胞有丝分裂相的数目等分裂相的数目等2023/1/22023/1/25 5 促进骨折愈合的措施促进骨折愈合的措施n n骨移植骨移植n n骨髓骨髓n n生长因子及其复合物生长因子及其复合物n n骨替代物骨替代物n n电刺激及超声治疗电刺激及超声治疗n n药物治疗药物治疗n n组织工程及基因治疗组织工程及基因治疗2023/1/22023/1/26 6 生长因子生长因子 GROWTH FACTORSn调节细胞增殖、分化调节细胞增殖、分化n改变细胞产物和基质的合成改变细胞产物和基质

3、的合成n调节细胞组成成分的表达调节细胞组成成分的表达2023/1/22023/1/27 7n脱钙骨基质脱钙骨基质 (demineralized bone matrix，DBM)n骨基质明胶骨基质明胶 (bone matrix gelatin，BMG)n骨形态发生蛋白骨形态发生蛋白 (bone morphogenetic protein，BMP)2023/1/22023/1/28 8 DBM n n植入肌肉内，可诱导间充质细胞增植入肌肉内，可诱导间充质细胞增殖殖软骨细胞软骨细胞软骨基质钙化软骨基质钙化血血管侵入管侵入成成骨骨n n骨折后骨痂骨折后骨痂 DBM 成骨能力优于正成骨能力优于正常骨痂，

4、术后常骨痂，术后 8 d 取出者最高取出者最高n n海绵状或泥灰状海绵状或泥灰状 DBM 具有诱导成具有诱导成骨活性和骨传导能力，矿化程度接骨活性和骨传导能力，矿化程度接近正常骨近正常骨2023/1/22023/1/29 9 BMG n n从从 DBM 进一步提取，诱导活性更进一步提取，诱导活性更高高n n大部细胞失活，抗原性弱大部细胞失活，抗原性弱n npBMG 与与 pBMP 植入小鼠肌袋内，植入小鼠肌袋内，术后术后 2128 d，AKP 活性最高活性最高2023/1/22023/1/21010 BMPn无种属特异性无种属特异性n跨种属诱导成骨能力跨种属诱导成骨能力n成骨方式主要为软骨内成

5、骨成骨方式主要为软骨内成骨n新骨形成量与植入量呈正相关新骨形成量与植入量呈正相关n免疫排斥反应轻微免疫排斥反应轻微2023/1/22023/1/21111 BMP诱导成骨的条件诱导成骨的条件n诱导因子诱导因子n靶细胞靶细胞n适宜的环境适宜的环境2023/1/22023/1/21212 BMP 抗原定位于骨细胞抗原定位于骨细胞及哈弗管内皮及哈弗管内皮2023/1/22023/1/21313 BMPnBMP-2nBMP-4nBMP-72023/1/22023/1/21414 BMPn单独植入可迅速被吸收，缺乏单独植入可迅速被吸收，缺乏骨细胞的支持，失去局部持续骨细胞的支持，失去局部持续刺激和诱导成

6、骨作用，诱导活刺激和诱导成骨作用，诱导活性常不理想性常不理想n需要载体的支持，形成缓释系需要载体的支持，形成缓释系统统2023/1/22023/1/21515 BMP载体条件载体条件n n良好生物相容性，无毒，无副作用良好生物相容性，无毒，无副作用良好生物相容性，无毒，无副作用良好生物相容性，无毒，无副作用n n骨传导作用，不影响骨传导作用，不影响骨传导作用，不影响骨传导作用，不影响 BMP BMP 活性活性活性活性n n逐渐降解，速度与成骨速度匹配逐渐降解，速度与成骨速度匹配逐渐降解，速度与成骨速度匹配逐渐降解，速度与成骨速度匹配n n适当孔径及孔隙率适当孔径及孔隙率适当孔径及孔隙率适当孔径

7、及孔隙率n n缓释、助溶缓释、助溶缓释、助溶缓释、助溶n n一定立体结构和机械强度一定立体结构和机械强度一定立体结构和机械强度一定立体结构和机械强度n n不引起免疫排斥反应不引起免疫排斥反应不引起免疫排斥反应不引起免疫排斥反应n n使用方便，可任意塑形或注射使用方便，可任意塑形或注射使用方便，可任意塑形或注射使用方便，可任意塑形或注射2023/1/22023/1/21616 BMP复合物复合物n非生物性材料非生物性材料n生物性材料生物性材料n生长因子生长因子2023/1/22023/1/21717 BMP复合生物性材料复合生物性材料n nBMP+胶原胶原n nBMP+骨髓骨髓n nBMP+DB

8、Mn nBMP+脱蛋白骨脱蛋白骨（DPB）n nBMP+去抗原与部分脱钙松质骨去抗原与部分脱钙松质骨2023/1/22023/1/21818 BMP+生长因子生长因子nBMP+PDGFnBMP+VEGFnBMP+bFGFnBMP+IL-1nBMP+TNF2023/1/22023/1/21919 BMP+生长因子生长因子 rhTNF-/bDPB/bBMP组几组几乎不见炎症细胞，而乎不见炎症细胞，而bDPB/bBMP组，出现的少量炎症细胞浸润于术组，出现的少量炎症细胞浸润于术后后4周基本消失，可能周基本消失，可能TNF-参与参与了免疫调控而减轻免疫反应，据此了免疫调控而减轻免疫反应，据此认为，理想

9、的骨移植材料应是适宜认为，理想的骨移植材料应是适宜的载体的载体/BMP/生长因子的重组合生长因子的重组合2023/1/22023/1/22020 不同生长因子组合不同生长因子组合nTGF-+bFGFnIGF+FGFnIGF+TGF-2023/1/22023/1/22121 骨替代物骨替代物n n具有传导性和诱导性成骨双重作用具有传导性和诱导性成骨双重作用n n良好力学强度良好力学强度n n生物相容性生物相容性n n可降解性可降解性n n一定孔隙率一定孔隙率n n移植后与骨的界面产生骨性结合移植后与骨的界面产生骨性结合2023/1/22023/1/22222 骨替代物骨替代物n体内发生溶解，释放

10、较多体内发生溶解，释放较多Ca、PO3-4，参与钙磷代谢参与钙磷代谢n参与骨沉积和骨重建参与骨沉积和骨重建2023/1/22023/1/22323 骨替代物骨替代物n惰性生物陶瓷惰性生物陶瓷n表面活性生物陶瓷表面活性生物陶瓷n可降解生物陶瓷可降解生物陶瓷n复合生物陶瓷复合生物陶瓷2023/1/22023/1/22424 惰性生物材料惰性生物材料n氧化铝涂层氧化铝涂层n氧化锆涂层氧化锆涂层n钛涂层钛涂层 2023/1/22023/1/22525 惰性生物材料惰性生物材料 有一定降解度，部分参与有一定降解度，部分参与体内新陈代谢，一定骨诱导体内新陈代谢，一定骨诱导作用，发生骨性结合，促进作用，发生

11、骨性结合，促进缺损骨组织的修复缺损骨组织的修复2023/1/22023/1/22626 活性生物材料活性生物材料n羟基磷灰石（羟基磷灰石（HA）n磷酸钙骨水泥（磷酸钙骨水泥（CPC）n磷酸三钙磷酸三钙-（TCP-）2023/1/22023/1/22727 活性生物材料活性生物材料n耐腐蚀、耐磨损耐腐蚀、耐磨损n不溶解、不变质不溶解、不变质n移植物与机体间形成一定厚度移植物与机体间形成一定厚度的纤维组织的纤维组织n产生机械固定结合产生机械固定结合2023/1/22023/1/22828 可降解生物陶瓷可降解生物陶瓷n硫酸钙陶瓷硫酸钙陶瓷n碳酸钙陶瓷碳酸钙陶瓷n磷酸钙陶瓷磷酸钙陶瓷2023/1/2

12、2023/1/22929 羟基磷灰石（羟基磷灰石（HA）nCa/P为为1.67，良好稳定性，良好稳定性n不能被降解吸收不能被降解吸收n孔径孔径 160500 mn孔隙率孔隙率 42%62%n良好组织相容性良好组织相容性n无诱导成骨性能无诱导成骨性能2023/1/22023/1/23030 rHA与与CHAnrHA：取自暗礁珊瑚，三维多：取自暗礁珊瑚，三维多孔陶瓷，含羟基磷灰石，质脆，孔陶瓷，含羟基磷灰石，质脆，便于修剪便于修剪n珊瑚羟基磷灰石（珊瑚羟基磷灰石（CHA）：植）：植入入 46 周，出现大量软骨细胞周，出现大量软骨细胞样细胞和成骨细胞，样细胞和成骨细胞，16周，骨周，骨组织成熟组织成

13、熟2023/1/22023/1/23131 磷酸钙骨水泥（磷酸钙骨水泥（CPC）CPC/BMP 植入植入4 周已有新周已有新骨长入，骨长入，24 周时骨形成量和钙周时骨形成量和钙化程度明显高于单独化程度明显高于单独 CPC 组组2023/1/22023/1/23232磷酸三钙磷酸三钙-（TCP-）nCa/P 为为1.5，溶解度大，溶解度大n植入生物体一段时间后，植入生物体一段时间后，其中无机钙和磷参与宿主的其中无机钙和磷参与宿主的代谢过程代谢过程2023/1/22023/1/23333 TCP-复合物复合物nTCP-/骨髓骨髓nHA/TCP-nHA/TCP-/BMPnTCP-/BMPnTCP-

14、/rhBMP2023/1/22023/1/23434 TCP-/BMPn n良好骨传导性和骨诱导性良好骨传导性和骨诱导性n n生物相容性好生物相容性好n n孔隙及孔隙率均较大，表面积广泛孔隙及孔隙率均较大，表面积广泛n n降解率大于单纯降解率大于单纯 TCP-，更大于，更大于 HAn nTCP-/rhBMP 有大量软骨或骨形有大量软骨或骨形成成2023/1/22023/1/23535 HA/TCPn n将将BMCs 与与HA/TCP 共同培养，共同培养，BMCs能很好附着于陶瓷载体表面，形成纤维能很好附着于陶瓷载体表面，形成纤维组织，载体与周围肌肉结合紧密，无淋组织，载体与周围肌肉结合紧密，无

15、淋巴浸润，有良好生物相容性巴浸润，有良好生物相容性n nTCP 有良好生物降解性，而有良好生物降解性，而 HA 则无，则无，两者复合可增强成骨效果两者复合可增强成骨效果n n90%的载体由的载体由 TCP 构成，有较强可吸构成，有较强可吸收性，留下空间逐渐为新生骨替代收性，留下空间逐渐为新生骨替代2023/1/22023/1/23636 HA/RBM/BMP/FSn nHA 有一定力学强度，起支架和骨有一定力学强度，起支架和骨传导作用，但呈颗粒状，不易塑形传导作用，但呈颗粒状，不易塑形n nFS 作为生物粘合剂，便于塑形，作为生物粘合剂，便于塑形，机械强度差机械强度差n nRBM 与与 BMP

16、 均具骨诱导作用均具骨诱导作用n nHA/RBM/BMP/FS 同时起骨传导、同时起骨传导、骨诱导及自体成骨作用骨诱导及自体成骨作用2023/1/22023/1/23737人工骨粒人工骨粒（Bi-OsteticTM）n n60%HA 和和 40%TCP-混合组成的混合组成的多孔颗粒多孔颗粒n n同时具同时具 HA 及及 Ca3（PO4）3生物学特生物学特性，易于降解，利于骨的生长重建性，易于降解，利于骨的生长重建n n人工骨浆（人工骨浆（Cem-OsteticTM）：植入后）：植入后与周围松质骨紧密结合，提供骨形成模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，能在板，固化快

17、，可任意塑形或注射，能在体内降解吸收体内降解吸收2023/1/22023/1/23838 高分子降解材料高分子降解材料n n聚乳酸聚乳酸(polylactide，PLA)n n聚乙醇酸聚乙醇酸（polyglycolide，PGA）n n聚乳酸与聚乙醇酸共聚物聚乳酸与聚乙醇酸共聚物(PLGA)n n聚消旋乳酸聚消旋乳酸(PDLLA)2023/1/22023/1/23939 高分子降解材料高分子降解材料n力学性能力学性能n生物活性生物活性n适时降解适时降解2023/1/22023/1/24040 PLAn n力学性能介于松质骨与皮质骨之间力学性能介于松质骨与皮质骨之间n n与宿主骨界面固定强度高与

18、宿主骨界面固定强度高n n降解产物经呼吸系统排出体外降解产物经呼吸系统排出体外n n植入后被一层纤维组织包裹，呈正植入后被一层纤维组织包裹，呈正常异物反应常异物反应n n裂解后，纤维组织及毛细管长入，裂解后，纤维组织及毛细管长入，逐渐修复替代逐渐修复替代2023/1/22023/1/24141 PLA的优点的优点n降解相对缓慢，生物降解率降解相对缓慢，生物降解率50%，外形可保持相当长时间，外形可保持相当长时间，完全吸收需完全吸收需 4 年年n无毒，良好生物相容性无毒，良好生物相容性n延性材料，可塑形延性材料，可塑形nSR-PLA 可提高材料机械性能可提高材料机械性能2023/1/22023/

19、1/24242 PGAn成骨发育正常，原始间充质细成骨发育正常，原始间充质细胞先被激活，以后分化、机化胞先被激活，以后分化、机化n愈合过程较慢愈合过程较慢n炎性反应持久存在炎性反应持久存在nSR-PGA 初始强度可满足固定初始强度可满足固定要求要求2023/1/22023/1/24343 PLGA 经经型胶原或纤维连接型胶原或纤维连接蛋白（蛋白（FN）表面修饰后，可）表面修饰后，可明显提高明显提高 MSCs 黏附、增殖黏附、增殖及向成骨细胞定向分化及向成骨细胞定向分化2023/1/22023/1/24444 高分子降解材料复合物高分子降解材料复合物nPLA+PGAnPDLLA+HA+-TCPn

20、PDLLA+HA+-TCP+BMP2023/1/22023/1/24545 可降解材料复合物不足点可降解材料复合物不足点n亲水性不足，细胞吸附力较弱亲水性不足，细胞吸附力较弱n可引起无菌性炎症可引起无菌性炎症n机械强度不足机械强度不足n可残留有机溶剂的细胞毒作用可残留有机溶剂的细胞毒作用2023/1/22023/1/24646 生物性及其他有机载体材料生物性及其他有机载体材料n n胶原胶原n n纤维蛋白胶纤维蛋白胶n n异体骨异体骨n n异种骨异种骨n n其他：几丁质（其他：几丁质（chitin）、聚乙烯）、聚乙烯吡咯酮（吡咯酮（PVP）等）等2023/1/22023/1/24747与成骨细胞

21、黏附的有关蛋白质与成骨细胞黏附的有关蛋白质n n细胞外基质蛋白（细胞外基质蛋白（ECM）n n细胞骨架蛋白（细胞骨架蛋白（cytoskeleton）n n免疫球蛋白超家族成员免疫球蛋白超家族成员n n整合素（整合素（integrin）n n钙黏附蛋白（钙黏附蛋白（cadherin）2023/1/22023/1/24848 纤维蛋白胶纤维蛋白胶 （Fibrin Sealnt，FS）n n由数种血浆蛋白成分组成的一种可降解由数种血浆蛋白成分组成的一种可降解复合制剂复合制剂n n良好生物相容性及可吸收性良好生物相容性及可吸收性n n良好黏附作用良好黏附作用n n生长因子的缓释载体生长因子的缓释载体n

22、 n可注射性可注射性n n显著促进显著促进MSCs增殖及向成骨细胞分化增殖及向成骨细胞分化2023/1/22023/1/24949 细胞黏附过程细胞黏附过程n n细胞附着（细胞附着（cell attachment）n n细胞伸展（细胞伸展（cell spreading）n n肌动蛋白细胞骨架（肌动蛋白细胞骨架（actin cytoskeleton）n n焦点黏附（焦点黏附（focal adhesion）2023/1/22023/1/25050 组织工程化人工骨组织工程化人工骨n n具有生物活性的生长因子和细胞与可降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解性的骨替代材料的结合n

23、 n性能介于无生命活力的骨替代材料与有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生命活力的自体骨之间n n植入体内后，同样发生血管化过程，支植入体内后，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，使周围移植床的增活性与组织相容性，使周围移植床的增生血管能长入其中生血管能长入其中2023/1/22023/1/25151 组织工程化人工骨组织工程化人工骨 n将活的细胞（干细胞）通过某将活的细胞（干细胞）通过某种方式与基质或载体支架结合种方式与基质或载体支架结合n植入体内后可以改造为宿主组植入体内后可以改造为宿主组织的一部分，参与宿主组织的织的一部分，参与宿主组织的新陈代谢新陈代谢2023/1/22023/1/25252 组织工程化人工骨组织工程化人工骨载体支架要求载体支架要求n n良好的生物相容性良好的生物相容性n n良好的生物降解性良好的生物降解性n n具有三维立体多孔结构具有三维立体多孔结构n n可塑性和一定机械强度可塑性和一定机械强度n n良好的材料良好的材料-细胞界面细胞界面