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

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(zhǎng)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(lái)越多患者骨折使用手術(shù)治療，但是對(duì)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(jì)、精神與肉體方面為患者帶來(lái)一定負(fù)擔(dān)。相關(guān)研究表示，切開復(fù)位骨粘合劑的粘合力比較強(qiáng)，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(duì)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(jìn)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(hào)：TQ584+.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：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(duì)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(jì)、肉體的負(fù)擔(dān)。目前，世界各國(guó)醫(yī)生對(duì)骨折固定時(shí)自行吸收材料進(jìn)行研究。從20世紀(jì)60年代以來(lái)，? 目前，世界各國(guó)醫(yī)生都在研究能夠在骨折時(shí)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(lái)，越來(lái)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(wú)毒，不會(huì)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(jī)理和粘接強(qiáng)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(jī)械性能，降解速度滿足骨折愈合時(shí)間需求。在降低納米微粒顆粒直徑時(shí)，會(huì)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(lái)，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?yàn)檎澈狭Ρ容^低，阻礙了納米骨粘合劑的使用。目前，研究人員對(duì)納米改性技術(shù)進(jìn)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(shì)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(duì)納米骨粘合劑粘合力進(jìn)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(diǎn)研究生長(zhǎng)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(jìn)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(lái)。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(jì)算機(jī)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(jìn)入到小鼠骨髓基質(zhì)肝細(xì)胞，表示兩者能夠?qū)崿F(xiàn)BMP-2的表達(dá)，將腺病毒作為載體實(shí)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(shí)現(xiàn)腺病毒轉(zhuǎn)入到小鼠骨髓基質(zhì)肝細(xì)胞、骨骼肌細(xì)胞之后，表示全部細(xì)胞都能夠表達(dá)BMP-2，具備成骨活性。骨髓基質(zhì)干細(xì)胞組會(huì)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(duì)于骨折愈合具有積極影響。Moghaddam等人使BMP-7應(yīng)用到長(zhǎng)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(jìn)骨折愈合，將山羊脛骨閉合骨折模型作為研究對(duì)象，表示hBMP-7能夠促進(jìn)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(duì)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(jìn)行分析，表示BMP-6在促進(jìn)骨折愈合方面具有直接作用。

國(guó)內(nèi)研究人員也對(duì)此方面有所證實(shí)，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(shí)驗(yàn)，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(duì)于骨缺損之后成骨作用比BMP-2要強(qiáng)[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(fù)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?yàn)槌煞趾腿梭w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(qiáng)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(fù)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(duì)PMMA骨粘合劑的力學(xué)性能保證，對(duì)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(jī)械強(qiáng)度得到提高，實(shí)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(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表示MPC納米骨粘接劑能夠促進(jìn)體內(nèi)成骨，并且具備良好降解性能，對(duì)生物相容性進(jìn)行保證，促進(jìn)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(duì)于細(xì)胞無(wú)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(wú)法在皮質(zhì)骨、承重骨固定中使用，比如脊柱椎體、脛骨平臺(tái)。研究人員通過提高粘接和機(jī)械強(qiáng)度，并且改善生物相容性、骨傳導(dǎo)性，促進(jìn)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(jī)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(fù)荷改性，提高短期機(jī)械強(qiáng)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(shí)現(xiàn)復(fù)合制備連著負(fù)荷材料，具有良好的粘接強(qiáng)度、生物相容性和力學(xué)強(qiáng)度最好。用上述實(shí)驗(yàn)表示，利用此方式能夠?qū)C(jī)械強(qiáng)度得到改善，此為今后CPC納米骨粘合劑研究的重點(diǎn)。

4 相關(guān)實(shí)驗(yàn)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(cè)定溶脹動(dòng)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(duì)膨脹水凝膠重量測(cè)量，直到?jīng)]有檢測(cè)重量變化[7]。

5 結(jié)果和討論

5.1 粘接強(qiáng)度

圖1為明膠溶液粘附強(qiáng)度試驗(yàn)，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(qiáng)度飽和。

5.2 溶脹動(dòng)力學(xué)

因?yàn)樗z膨脹率高，降低了機(jī)械強(qiáng)度，使大量的碎片破碎，無(wú)法以不規(guī)則的形狀進(jìn)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(shí)，在100min的時(shí)候，凝膠固形物含量降低。

溶脹率會(huì)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(xì)胞毒性分析

毒性試驗(yàn)為生物材料重點(diǎn)，理想的生物粘附劑無(wú)法將毒性產(chǎn)物釋放出來(lái)，利用體外細(xì)胞毒性試驗(yàn)評(píng)價(jià)。MTT法測(cè)定吸光度詳如圖2所示，指的是不同類型標(biāo)準(zhǔn)提取液培養(yǎng)。在72h之內(nèi)為L(zhǎng)929的細(xì)胞活性，除Dex-U-AD/明膠的水凝膠提取物與陰性對(duì)照組沒有差別，72h細(xì)胞活力和對(duì)照組沒有差別，控制陰性細(xì)胞為85%，能夠降低對(duì)L929細(xì)胞的毒性[8]。

6 結(jié)語(yǔ)

實(shí)現(xiàn)醫(yī)用粘合劑的納米改性，能夠提高其機(jī)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(duì)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(duì)于復(fù)雜部位骨折固定和骨折固定具有重要意義，促進(jìn)新型生物材料發(fā)展。

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