鈦合金骨內(nèi)植入體與骨的整合及經(jīng)皮植入體與軟組織整合的研究.pdf

1、傳統(tǒng)套筒式假肢存在很多自身難以克服的缺陷，例如接受腔與殘肢界面透氣性差，易產(chǎn)生異味；因負重摩擦導致殘肢破潰引發(fā)感染；受懸吊裝置的束縛，只能前進不能后退；使用受殘肢長短限制；與人體正常生理結(jié)構(gòu)的重力線不吻合及不符合正常肢體力矩等。近年來經(jīng)皮植入式骨內(nèi)固定假肢被諸多學者研究，這種新型假肢是將一個鈦金屬連接件的一端植入殘肢的骨髓腔內(nèi)，另一端經(jīng)皮膚穿出體外與外部假肢連接。因此，這種假肢的結(jié)構(gòu)能從根本上解決傳統(tǒng)假肢的缺陷。但這種假肢目前尚未克服的

2、難題是植入體的松動和經(jīng)皮穿出界面的密封問題。
　　植入體經(jīng)皮穿出體外需接觸皮膚及皮下軟組織，若植入體不能與皮膚及皮下軟組織形成密封，就將繼發(fā)細菌感染、上皮移行而導致植入體失效，因此將皮下組織與植入體的牢固結(jié)合是實現(xiàn)經(jīng)皮穿出界面密封的一個有效方法，而目前國內(nèi)外研究尚未發(fā)現(xiàn)較理想的解決辦法。對于克服植入體松動的研究，目前國內(nèi)外主要集中于使用生物陶瓷涂層對植入體表面進行改性，使經(jīng)改性的植入體能與骨骼形成牢固的骨整合。羥基磷灰石涂層是目前

3、研究最多的生物陶瓷涂層，并且已被證明具有較理想的骨整合能力，但由于羥基磷灰石涂層呈脆性，涂層易剝離，所以在骨整合的應用中受到一定程度的限制。
　　本研究利用微弧氧化技術(shù)對鈦合金植入體表面進行微弧氧化陶瓷層改性處理，通過動物體內(nèi)實驗來研究和評價經(jīng)微弧氧化陶瓷層改性的植入體與宿主骨整合及軟組織整合的能力。
　　微弧氧化陶瓷層的制備過程采用電擊穿的原理，將植入體置于含一定比例鈣、磷的電解質(zhì)溶液中，以鈦合金植入體為陽極，以不銹鋼片為

4、陰極，在電解液中采用脈沖直流電源對植入體進行微弧氧化處理。形成的陶瓷層用掃描電鏡觀察可見陶瓷層由致密陶瓷相和微孔兩種特征組成，微孔均勻分布在陶瓷層中，深淺不均，在稍大孔的底部又形成許多小孔向膜層深入。掃描電鏡觀察陶瓷層橫切面見陶瓷層與植入體完全融為一體。X射線能譜分析發(fā)現(xiàn)陶瓷層中主要存在氧、鈦、磷、鈣四種元素，其中鈣和磷來源于電解質(zhì)溶液，而鈦來源于植入體，可見陶瓷層相當于氧化電焊于植入體上；X射線衍射圖譜表明陶瓷層主要由銳鈦礦和金紅石礦

5、組成，又以銳鈦礦占優(yōu)勢，已有研究表明銳鈦礦具有較好的生物活性。陶瓷層的微孔結(jié)構(gòu)和陶瓷層中氧、鈣、磷等元素均被證明是陶瓷層具有生物活性的必要條件。
　　動物體內(nèi)實驗分為兩個部分，第一部分將微弧氧化陶瓷涂層改性處理的鈦合金植入體植入成年雌性山羊的脛骨內(nèi)，同時以羥基磷灰石涂層改性的植入體和未經(jīng)表面改性的植入體為對照，術(shù)后8周取材，組織學處理后鏡下見：微弧氧化處理的植入體與骨骼界面形成嚴密整合，羥基磷灰石涂層處理的植入體亦可與骨骼形成整合

6、，但植入體與骨界面主要以新生骨整合為主，而未經(jīng)表面改性的植入體與骨界面存在明顯的裂隙，不能形成整合。第二部分將設計有凸緣的經(jīng)皮植入體采用微弧氧化陶瓷層處理后，經(jīng)皮植入山羊脛骨，植入體一端與體內(nèi)骨骼固定，另一端暴露于體外，同時以未經(jīng)表面改性處理的植入體為對照，術(shù)后8周取材，采用組織學處理后，鏡下見：微弧氧化處理的經(jīng)皮植入體與皮膚軟組織形成密封整合，陶瓷層形成的孔洞已有軟組織長滿，有互相連通的孔已有軟組織長入并互相連通；而未經(jīng)表面改性處理的