骼金納米晶膠原基人工骨在顱骨修復(fù)中的應(yīng)用研究

1、技術(shù)支持郵箱:langsijia@sohu.com,Allgens – 簡介,公司情況成立于2004年,國內(nèi)知名生物材料領(lǐng)域?qū)＜覉F隊創(chuàng)立產(chǎn)品源自清華大學(xué)專利技術(shù)北京市高新技術(shù)企業(yè)公司承擔(dān)多項國家科技支撐計劃，高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863）等項目骨科和泌尿科等領(lǐng)域的產(chǎn)品研發(fā)獲得多項中國和美國專利依托強大的的技術(shù)研發(fā)團隊和雄厚的技術(shù)儲備和學(xué)術(shù)、科研資源，與臨床展開全方位合作,Allgens – 簡介,Allgens – 簡介,項

2、目通過863北京科委驗收,中日友好醫(yī)院骨科主 任李子榮教授（左一） 中華骨科主任委員 、 北京協(xié)和醫(yī)院骨科主 任邱貴興院士（左二） 崔福齋教授（左三） 北京市科委朱寶鳳副 主任（左四）,人工骨修復(fù)材料（骼金）專利及獎項,2004年：獲國家發(fā)明專利2005年：獲美國發(fā)明專利2006年：獲中國知識產(chǎn)權(quán)局優(yōu)秀專利獎2008年：獲國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎 目前為止我國III類植入醫(yī)療器械中唯一獲此獎

3、項的產(chǎn)品2008年：獲歐洲發(fā)明專利2011年：獲SFDA注冊許可證 國食藥監(jiān)械（準(zhǔn)）字2011第3460046（更）2011年：獲國家自然科學(xué)二等獎（一等獎空缺）2011年：獲國家重點新產(chǎn)品證書可注射型已進入臨床驗證,人工骨修復(fù)材料（骼金）專利及獎項,骨骼特點,骨骼是支撐人體生物結(jié)構(gòu)的器官骨組織由細(xì)胞和骨基質(zhì)組成,骨基質(zhì)膠原纖維主要有機成分,羥基磷灰石晶體主要無機成分,骨移植材料比較,臨床上原有產(chǎn)品的問題異體骨

4、,異種骨: 排異反應(yīng),交叉感染,倫理問題傳統(tǒng)的生物陶瓷,高分子骨材料: 成骨效果差,生物相容性差，不降解或降解過快等自體骨: 效果最好,金標(biāo)準(zhǔn)，但增加病人痛苦且供體數(shù)量有限我們提出的解決方案: --實驗室仿生制備成分結(jié)構(gòu)與自體骨相同的骨移植材料(獲國家基金,973資助) -- 骼金,最接近自體骨的人造骨人工骨換代產(chǎn)品,骼金,骼金概述,I型膠原和納米羥基磷灰石有序排列組合具有天然自體骨的成分和多級結(jié)構(gòu)和人體骨

5、的Ca/P值非常接近參與人體骨代謝，可被完全降解吸收與天然骨相似的重塑過程極佳的生物相容性，無排異，無滲出可根據(jù)臨床需要切割塑型，使用方便,宏觀仿生：多孔結(jié)構(gòu),孔隙率：70-88%平均孔徑：300 um力學(xué)強度：1-2MPa， 達(dá)到自體松質(zhì)骨強度貫通性良好,人體骨,微觀仿生: 骨骼超微結(jié)構(gòu),Dr. William J. Landis,礦化位點HA,膠原,－人體骨,骼金－,骼金,微觀仿生: 骨骼超微結(jié)構(gòu),成分相似性,a

6、. 羥基磷灰石晶體b. 羥基磷灰石/膠原 (骼金)c. 人體骨,X線衍射圖,骼金與人體骨的XRD衍射譜很相似，表明其晶體成分和尺寸與人骨相近，這有利于細(xì)胞生長、材料降解，使材料具有很好的生物相容性。,Giving the first direct evidence to support previous theories that this occurs. These results should improve the under

7、standing of collagen-mediated mineralization in other calcified tissues, and point the way to new functional materials for biomimetic engineering.,,,該材料技術(shù)被Nature Materials給予很高的評價，美國化學(xué)學(xué)會網(wǎng)站，也發(fā)表署名文章，專門給予介紹。指出發(fā)現(xiàn)的機理對骨材料研發(fā)的指導(dǎo)意

8、義，是人類第一次體外合成天然骨的礦化膠原結(jié)構(gòu)。,高 度 仿 生,骼金掃描電鏡顯示其微結(jié)構(gòu)適合骨細(xì)胞生長、增殖,誘 導(dǎo) 成 骨—加快康復(fù)進程,礦化膠原 是骨組織的主要成分之一，能為鈣化的組織結(jié)構(gòu)提供必不可少的三維結(jié)構(gòu)，并為成骨細(xì)胞黏附、增殖及發(fā)揮成骨作用提供良好的微環(huán)境骼金材料主要成分－礦化膠原是誘導(dǎo)成骨的重要成分骼金材料模仿了天然骨的成分和微結(jié)構(gòu)特征，使其本身具備了與骨鍵合的能力,1984年Katthagen對膠原復(fù)合羥基磷灰石

9、誘導(dǎo)成骨作了定量觀察，結(jié)果表明－膠原促進成骨細(xì)胞增殖Mizuno等將骨髓基質(zhì)細(xì)胞接種于膠原上進行體外復(fù)合培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)：I型膠原能誘導(dǎo)骨髓基質(zhì)細(xì)胞分化成骨細(xì)胞，同時植入體內(nèi)后能誘導(dǎo)成骨而無軟骨生成Christiansen等研究表明：膠原是主動的調(diào)控因子，而不是單純被動的晶體化反應(yīng)的載體；羥基磷灰石起到核的作用參與基質(zhì)鈣化，促進新骨形成 Katthagen B D.[j].Arch Orthop T rauma Surg,1

10、984,103(4):193~203 Mizuno M,et al.[J].Bone,1997,29(2):101~107 Christiansen DL, Silver FH. Mineralization of an axially aligned collgenous matrix a morphological study[J].Cells mater,1993,3(3):177-188. L

11、iao SS, Guan K, Cui FZ, Shi SS, Sun TS. Lumbar spinal fusion with a mineralized collagen matrix and rhBMP-2 in a rabbit model. Spine 2003;28(17):1954-60.,誘導(dǎo)成骨-膠原誘導(dǎo)成骨的文獻,體內(nèi)降解時間/比例,與骨愈合時間相匹配,8 weeks,12 weeks,白色：骼金紅色：新生骨小梁

12、骼金在骨小梁的生長過程中通過膠原酶和細(xì)胞吞噬過程被動降解，骨材料始終與骨小梁接觸，逐步自體化,成骨過程觀察,動物實驗,(a) 對照組，無修補，骨缺損未修復(fù),a,(b) 實驗組，雙側(cè)皮質(zhì)骨連接,X線片 - 12 周,X線片 – 術(shù)后,,,,修復(fù)兔橈骨15mm節(jié)段性骨缺損,骨密度觀察,兔下頜骨植入骼金觀察,骼金特點,,,,宏觀到微觀的仿生：人造骨 成分和結(jié)構(gòu)與人體骨相似,組織相容性,成骨時間匹配,適應(yīng)特殊需要,,,,,,加快康復(fù)

13、進程,誘導(dǎo)成骨 膠原促進成骨細(xì)胞增殖,非溶解性降解(可控生物降解） 膠原的酶解，巨噬細(xì)胞吞噬,術(shù)中可切割成型 膠原的韌性,小 結(jié),具有人體骨的成分和多級結(jié)構(gòu)，可以完全吸收的人工骨，是目前市場上真正意義的人造骨(Synthetic Bone –來自Nature Materials的評價)自體化時間在6-10個月組織相容性好，無排異手術(shù)時可以切割修型,顱骨孔塞常用適應(yīng)癥,常規(guī)顱骨鉆孔填塞，達(dá)到解剖及功能修復(fù)

14、；自體干細(xì)胞鉆孔植入治療術(shù)；微血管減壓術(shù)（MVD）治療三叉神經(jīng)痛、面肌痙攣、舌咽神經(jīng)痛等小骨窗填塞修復(fù)；,顱骨孔塞常用適應(yīng)癥,適合選擇鉆孔術(shù)治療的蛛網(wǎng)膜下腔囊腫、腦內(nèi)血腫等，兒童使用是更佳選擇；ICP監(jiān)控；慢性硬膜下血腫（CSDH）鉆孔引流術(shù)；血凝塊的定位鉆孔處理；,使用體會,將顱骨孔塞用血濕后備用,表面形成纖維蛋白原,便于填塞后控制顱骨板障滲血，增加了成骨活性，同時也減少硬膜外血腫和顱內(nèi)感染。如果塞體直徑略小于顱骨孔，可

15、用膠原蛋白海綿包裹塞體植入。必要時，濕潤后可用切割塞體高度。,填充塞示意圖,使用顱骨孔塞臨床意義,①重建新骨組織，達(dá)到解剖修復(fù)和功能重建，納米級材料可降解吸收，更適合于兒童。②可減少板障滲血和硬膜外血腫形成，減少顱內(nèi)感染，在頭發(fā)未覆蓋部位小骨窗填充，增加美觀和減少術(shù)后不適。③一體化成型便于骨傳導(dǎo)，解決了因軟組織生長過快而影響成骨的技術(shù)題。,兒童顱骨缺損填充-病例1,兒童顱骨缺損填充-病例2,其它,常用規(guī)格型號,顱骨缺損修復(fù)定制體 –

16、神帽,神帽如何獲得,—— CT掃描顱骨缺損部位獲得.dicom格式數(shù)據(jù) 通過軟件轉(zhuǎn)化生成缺損模型—— 根據(jù)顱骨缺損部位解剖特征制作植入的“神帽”,操作細(xì)節(jié)：,1、使用前用血水濕潤定制體（具有類似松質(zhì)骨的物理特征，便于用磨鉆適當(dāng)修飾），必要時可對骨窗的瘢痕組織稍微打??；2、為保持新建顱骨組織與硬腦膜上層組織之間的解剖間隙，嵌入前可在硬腦膜上層選擇如下材料貼覆，如膠原海綿材料、ADM膜、具有孔隙

17、的滌綸網(wǎng)片；3、有必要對缺損邊緣的部分板障層稍作磨損，更便于植入體與顱骨板障融合生長，若板障滲血明顯，可填塞膠原海綿止血。,定制體的邊緣有孔隙，便于穿線固定。,說明：,1、定制體的厚度約為缺損部位顱骨缺損邊緣厚度的1/2-2/3，內(nèi)側(cè)邊的斜坡設(shè)計可更好與骨窗邊緣貼合并融合生長。2、植入后CT不顯影，隨著新骨逐漸形成（3-9個月），缺損部位的骨密度將逐漸接近正常的顱骨組織。3、頭皮分層嚴(yán)密縫合覆蓋，無需用其他方式固定。,顱骨缺損和腦

18、膜缺損一樣需要更好的修復(fù),CT顯示顱骨缺損與實際術(shù)中所切除范圍常常不一致,植入方式和材料很關(guān)鍵,由于CT顯示顱骨缺損與實際術(shù)中所切除范圍常常不一致，因此，醫(yī)生比較愿意選擇覆蓋式的修補方式，多用材料有鈦網(wǎng)、PE（超高分子量聚乙烯）；,嵌入式的定制體,鈦網(wǎng)的導(dǎo)熱性常給患者帶來不適，PEEK（聚醚醚酮）、生物陶瓷、骨水泥（聚丙烯樹脂）等材料的定制體也有選擇使用，其主要不足是硬（ PEEK ）和脆（生物陶瓷、骨水泥），不便于術(shù)中臨時修飾。,缺損

19、定制體的厚度不好把握,通常去骨瓣減壓術(shù)3個月后顱骨缺損修復(fù)的骨窗已長了不同厚度的軟組織（LCT），,禁 忌 癥,各類感染性骨缺損修復(fù)； 感染性傷口部位的骨缺損； 軟組織條件差部位的骨缺損； 惡性骨腫瘤其他各類有植骨禁忌的骨缺損修復(fù),Thank you三克油胡曉予18601136790@163.com,人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說“書中自有黃金屋。”通過閱讀