骨填充材料在骨肿瘤中的应用.pdf

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1、中国组织工程研究与临床康复 第 15 卷 第 25 期 20110618 出版 Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research June 18,2011 Vol.15,No.25 ISSN 1673-8225 CN 21-1539/R CODEN:ZLKHAH 4683www.CRTER.org Department of Orthopedics,Beijing Shijitan Hospital,Capital Medical University,Beijing 100038,China Yu Meng,Doct

2、or,Attending physician,Department of Orthopedics,Beijing Shijitan Hospital,Capital Medical University,Beijing 100038,China yu_ Received:2011-03-08 Accepted:2011-04-20 首都医科大学附属北京世纪坛医院骨科，北京市 100038 俞猛，男，1971年生，贵州省安顺市人，汉族，2006年华中科技大学同济医学院毕业，博士，主治医师，主要从事骨组织工程和骨肿瘤方面的研究。yu_meng71 中图分类号:R318 文献标识码:B 文章编号:1

3、673-8225(2011)25-04683-04 收稿日期：2011-03-08 修回日期：2011-04-20(20110613003/WLW)骨填充材料在骨肿瘤中的应用 俞 猛 Bone filling materials in bone tumors Yu Meng Abstract BACKGROUND:Bone tissue defects due to bone tumor are a difficult problem in clinic,and how to repair bone defects is a hotspot in the orthopedics.OBJECTI

4、VE:To introduce the application of different bone filling materials in bone tumors,and to observe the clinical effects of calcium sulfate bone graft combined with autologous bone to repair bone defects induced by bone tumors.METHODS:A computer-based search of PubMed and CNKI was performed to retriev

5、e relavent articles published 2001-01/2011-01 using the keywords of“bone filled materials,bone tumor,bone defect”in English and Chinese,respectively.Totally 40 articles were retrieved,and finally 24 met the requirment.RESULTS AND CONCLUSION:Bone filling materials for bone tumor-induced bone defects

6、are mainly divided into autologous bone,allograft bone,artifical materials.Some scholars have achieved good results by using composite materials.Each kind of materials has its own advantages and disadvantages in the repair of bone defects.Up to now,there is not an ideal filling material for bone def

7、ects.The bone filling materials produced by using bone tissue engineering technology may be one of the future developmental direction.Yu M.Bone filling materials in bone tumors.Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu.2011;15(25):4683-4686.http:/ http:/ 摘要 背景：由于肿瘤造成的骨组织缺损是临床面临的难题之一，而如何修复骨

8、缺损是骨科领域的热点问题。目的：介绍各种骨填充材料在骨肿瘤中的应用，并观察硫酸钙人工骨复合自体骨修复骨肿瘤骨缺损的临床疗效。方法：以“骨填充材料，骨肿瘤，骨缺损”为中文关键词；以“bone filled materials，bone tumor，bone defect”为英文关键词，采用计算机检索 2001-01/2011-01 PubMed 及 CNKI 数据库相关文章。共检索到文献 40 篇，最终纳入符合标注的文献 24 篇。结果与结论：用于骨肿瘤骨缺损的骨填充材料众多，主要分为自体骨、同种异体骨、人工合成材料。有学者应用复合材料取得了较好的疗效。每种材料在修复骨肿瘤骨缺损中都有各自的优缺

9、点。到目前为止，还没有发现一种理想的骨肿瘤骨缺损填充材料。通过骨组织工程技术获得所需的骨填充材料，可能是今后的发展方向之一。关键词：骨填充材料；骨肿瘤；骨缺损；硫酸钙人工骨；生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2011.25.030 俞猛.骨填充材料在骨肿瘤中的应用J.中国组织工程研究与临床康复，2011，15(25):4683-4686.http:/www.crter.org http:/ 0 引言 由于肿瘤造成的骨组织缺损是临床面临的难题之一，自体骨移植一直被认为是骨移植的金标准1。植骨来源主要有自体骨、同种异体骨、人工材料。自体植骨存在来源有限，取骨处不适

10、及8%的并发症2；同种异体骨则存在感染、排斥反应、传播疾病等问题。人工材料种类众多，存在各自的优缺点。近年来随着骨组织工程研究的不断深入，为解决这一难题带来可能。文章通过介绍各种骨填充材料在骨肿瘤骨缺损中的应用，并观察硫酸钙人工骨复合自体骨修复骨肿瘤骨缺损的临床疗效。1 资料和方法 1.1 资料来源 由第一作者应用计算机检索2001-01/2011-01 PubMed 数 据 库(http：/www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed，英 文)及CNKI数据库( filled materials，bone tumor，bone defect”。共检索到文献40篇。1.2 入选标准

11、纳入标准：各种骨填充材料在骨肿瘤骨缺损中应用的相关文章。同一领域选择近期发表或在权威杂志上发表的有一定代表性的文章。俞猛.骨填充材料在骨肿瘤中的应用 P.O.Box 1200,Shenyang 110004 4684 www.CRTER.org 排除标准：重复性研究。Meta分析。内容、数据不完整者。1.3 资料提取 计算机初检到40篇文献，阅读标题和摘要进行初筛，排除研究目的与本文无关及内容重复性研究16篇，共24篇文献符合标准，所有选用的文献均为相关性较强，并在此领域具有代表性和权威性，能及时准确地反应和报道骨填充材料在骨肿瘤中的应用进展。1.4 质量评估 符合纳入标准的24篇文献中，综述

12、4篇，基础研究5篇，临床研究15篇。2 结果 骨肿瘤骨缺损的骨填充材料众多，每种材料各有其优缺点，现有的材料仅能达到理想材料要求的一部分。目前的材料主要分为3类：自体骨、同种异体骨、人工合成材料。随着研究的不断深入，骨组织工程技术是目前的研究热点之一。2.1 自体骨 自体骨移植一直被认为是骨移植的金标准。常用的取骨部位为髂骨和腓骨。自体髂骨常用于病变范围较小的良性骨肿瘤。腓骨植骨常用于骨肿瘤切除后缺损范围较大的患者，可分为游离腓骨植骨和带血管蒂的腓骨植骨。胡勇等3应用吻合血管的腓骨、带腓骨头腓骨近端和带旋髂深血管的髂骨瓣移植修复四肢骨肿瘤的广泛或边缘切除后长段骨关节缺损14例，随访3个月5年，

13、13例均于术后3个月后达到骨愈合。李旭升等4采用吻合血管的腓骨移植治疗儿童胫骨长节段肿瘤切除后的骨缺损12例，随访时间12个月 4年，均获得骨性愈合。对于恶性肿瘤可行自体瘤骨灭活回植治疗。Manabe等5应用瘤骨灭活重建治疗23例原发恶性骨肿瘤和2例恶性软组织肉瘤，平均随访52个月，其中15例(60%)获得骨愈合，8例(32%)获得部分骨愈合。2.2 同种异体骨 由于同种异体骨来源广泛，能修复大块骨缺损，在骨肿瘤骨缺损中得到了广泛的应用。李冀等6应用同种异体骨治疗135例良性骨肿瘤术后骨缺损病例，随访104例，其中96例获得骨愈合，平均愈合时间9.7个月。贾燕飞等7应用同种异体骨治疗230例良

14、性骨肿瘤及瘤样病变切、刮除术后骨缺损，平均骨愈合时间6.5个月，满意率达85.2%。邵增务等8应用大段深冻同种异体骨及异体半关节移植治疗四肢骨肿瘤切除后大段骨缺损患者53例，48例获得随访，45例骨愈合，优良率73.3%。Campanacci等9应用同种异体骨重建25例儿童股骨远端和胫骨近端高恶性肿瘤切除术后骨缺损，平均随访124个月，其中5例术后2年内死亡，股骨远端5年存活率70%，10年存活率58%；而胫骨近端5年存活率45%，10年存活率20%。2.3 人工合成材料 人工材料种类众多，主要分为骨水泥、天然衍生材料、无机材料、高分子材料。王斌等10应用自制骨水泥注入式管状骨塑形模具修复股骨

15、大段骨缺损5例，随访1854个月，无严重并发症，4例疗效满意。刘宇杰等11应用脱钙骨充填治疗骨肿瘤术后骨缺损115例，随访18年，满意率92.2%。仲肇平等12应用自固化CPC修复小儿良性骨肿瘤术后骨缺损35例，随访时间1248个月，术后49个月，平均7个月，X射线平片示植入的CPC与宿主骨直接愈合。段宏等13应用纳米羟基磷灰石/聚酰胺66骨填充材料修复肢体良性骨肿瘤术后骨缺损45例，40获得随访317个月，平均临床骨愈合时间2.8个月，愈合率达94.5%。2.4 复合材料 由于每种材料存在各自的优缺点，有学者将两种材料复合以期达到更好的疗效。杨运发等14应用大段异体皮质骨联合吻合血管自体腓骨

16、结构性修复下肢骨肿瘤切除后大段骨缺损17例，随访648个月，术后6个月内异体骨与自体骨间骨愈合13例，优良率76.47%。卢伟等15应用纳米人工骨混合自体骨治疗骨肿瘤及骨病切除术后骨缺损，随访624个月，平均12个月植入骨区与周围骨组织密度相似。王俊勤等16应用自体骨/固骼生复合物治疗四肢良性骨肿瘤、瘤样病变骨缺损38例，随访18年，平均8个月临床愈合。2.5 临床验证 对象：选择首都医科大学附属北京世纪坛医院骨科应用硫酸钙人工骨(英国百赛公司)和/或复合自体骨修复良性骨肿瘤和瘤样病变骨缺损患者25例，男14例，女11例；年龄869岁，平均38.5岁。病变种类：骨囊肿8例，骨巨细胞瘤6例，骨纤

17、维异样增殖症3例，非骨化性纤维瘤2例，内生软骨瘤2例，动脉瘤样骨囊肿3例，嗜酸性肉芽肿1例。合并病理性骨折5例。发病部位：股骨近端7例，股骨远端3例，胫骨近端5例，胫骨干2例，肱骨近端4例，肱骨干2例，掌骨2例。方法：所有病灶均行囊内彻底刮除，电灼瘤壁，脉冲冲洗处理骨壁，评估缺损区大小，取相应体积人工骨粒置于缺损区。缺损较大或靠近关节时取部分自体骨置于靠近关节面处。1例肱骨干病理骨折行钢板固定，2例股骨近端骨折行DHS固定，1例股骨远端病变行解剖钢板固定。骨旁放置负压引流后逐层关闭切口。术后严密观察患者全身及局部反应，待引流量少于 20 mL后拔除引流管。术后第2天拍X射线平片复查。随诊时常规

18、拍X射线平片观察骨粒吸收及成骨过程。随诊时间690个月，平均35个月。结果：所有患者未发现过敏或任何毒性反应，无皮疹或高热。1例股骨远端骨巨细胞瘤患者术后出现切口周围红肿，无波动感，加强局部换药后愈合。1例胫骨近端骨囊肿，1例胫骨干骨纤维异样增殖症术后出现皮 俞猛.骨填充材料在骨肿瘤中的应用 ISSN 1673-8225 CN 21-1539/R CODEN:ZLKHAH 4685www.CRTER.org 下积液，给予敞开引流，清创换药后切口愈合。其余患者切口期愈合。未见骨髓炎发生。X射线平片提示术后两三个月人工骨开始吸收并有新骨长入，48个月后自体新生骨长入并填充缺损区。3 讨论 3.1

19、骨肿瘤骨缺损的填充材料有应具备哪些特点？如何修复骨缺损是骨科领域的热点问题之一。理想的骨缺损填充材料应具备以下条件：良好的组织相容性。来源广泛。安全可靠。具有骨传导和骨诱导的双重活性。无机材料应具有可塑性，可被加工成所需的形状，并有一定的机械强度，在植入体内后的一定时间内仍可保持其形状，使新形成的组织具有一定的外形，并具有生物可降解性，在组织形成过程中能逐渐分解，不影响新生组织的结构和功能17。3.2 各类骨填充材料的特点 自体骨因兼有骨诱导性和骨传导性，且具有成骨作用的骨髓细胞，成骨效果最好，故目前仍是植骨的“金标准”18。但因其骨量有限、术后取骨区疼痛、破坏髂嵴部圆润外观、增加创伤和术中出

20、血使其临床应用受限。同种异体骨、异种骨来源广泛，具有良好的骨诱导活性，生物力学特性影响小，其生物活力与保存方法有关。综合文献报道结果，经辐照灭菌后深低温 (-86)冷冻保存的异体骨，其抗原性最低，生物力学干扰影响最小，生物活性保存最高19，用于大段骨缺损的修复重建较为理想。但常见的并发症是免疫排斥反应和感染，而且有传播传染性疾病的风险，存在隐匿HIV和乙型肝炎病毒感染的可能性，因此对异体骨的使用还存在顾虑20。各种人工骨，如磷酸钙类(羟基磷灰石、磷酸钙骨水泥、磷酸三钙及-磷酸三钙等)、硫酸钙、丝素蛋白及壳聚糖等材料是广泛应用的骨替代材料，可不同程度整合至人宿主骨，但此类材料仅具有优异的骨传导能

21、力，而无骨诱导性，且形成的新骨量不可预测，因此单独使用仅可用于修复小型骨缺损21。骨水泥(PMMA)具有来源广泛，可任意塑型，可修复大块骨缺损的优点，但其不具有生物活性，无骨诱导作用，填充后长期不被吸收，髓腔血液循环不通，髓腔内压增高，容易导致继发性骨坏死和疼痛。3.3 硫酸钙人工骨特性及在良性骨肿瘤和瘤样病变中的应用 硫酸钙人工骨的应用研究已有一个世纪之久，众多文献表明硫酸钙人工骨具有良好的生物相容性、体内完全降解，是理想的骨移植替代材料。体外细胞培养研究证实成骨细胞可以贴附在硫酸钙表面生长，硫酸钙对成骨细胞无毒性作用、并在一定程度上刺激成骨细胞的增殖和分化。硫酸钙填充骨缺损，恢复骨的外形轮

22、廓，阻止软组织长入，硫酸钙降解的同时为血管和成骨细胞长入提供空间和引导性支架，亦即硫酸钙降解吸收过程同步于骨的爬行替代过程。Turner等22在硫酸钙注射治疗犬肱骨近端骨缺损的实验中发现，硫酸钙逐步被降解吸收，代之以新生的骨组织，局部无炎性反应。硫酸钙具有潜在的骨诱导活性，其机制与硫酸钙溶解过程中局部微环境有关。Walsh等23研究发现硫酸钙不仅作为骨缺损填充剂引导组织再生，而且可以间接刺激骨的形成。硫酸钙有诱导成骨的特性，可能与局部pH降低造成宿主骨局部脱钙、骨基质内成骨诱导因子释放有关。由于硫酸钙的这些特性，硫酸钙及其复合制剂已经广泛用于创伤性骨缺损、肿瘤病灶清除后骨缺损及感染性骨缺损。K

23、elly等24报告用硫酸钙或硫酸钙复合骨髓血、脱钙骨基质、自体骨治疗各种原因所致骨缺损的多中心研究，结果显示术后6个月时99%硫酸钙被吸收，88%的骨缺损被新骨填充。实验结果显示硫酸钙人工骨无明显排斥反应，两三个月人工骨开始吸收并有新骨长入，48个月后大部分人工骨降解自体新生骨长入并填充缺损区。小结：用于骨肿瘤骨缺损的材料目前研究已很多，有实验亦证实硫酸钙人工骨在修复良性骨肿瘤和瘤样病变的骨缺损中发挥了较好的作用，但每种材料都有其优缺点，还存在许多尚未解决的问题，至今还未研制出一种理想的骨填充材料。相信随着各科学的发展，骨组织工程学为解决这一难题带来希望。4 参考文献 1 Pape HC,Ev

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