人造骨頭簡介.doc

1、精品人工骨簡介摘要：陶瓷膏狀人工骨骼、陶瓷制成的新人工骨骼由骨骼的無機成分磷酸鈣和有機成分膠原構(gòu)成的復合材料制成，金屬鈦的合金材料等目前在醫(yī)學界被公認為人工骨骼替代材料。近年來發(fā)現(xiàn)的鈣化骨骼含有碳酸鈣和生物功能玻璃，可以滿足并達到生理和生物功能，在骨缺損的修復或人工骨和自然骨的手術(shù)中有重要應用。骨科手術(shù)也向快速整形發(fā)展了等離子噴涂人工骨。最后，兩項新技術(shù)：可生長的人工骨；預計可生物降解泡沫活骨。關(guān)鍵詞：人工骨類型課程簡介介紹：科學在發(fā)展。人類對生活質(zhì)量和水平的要求越來越高。生命越來越重要。對世界上所有的人來說，每時每刻都在動。也就是說，我們時時刻刻都在利用我們的胳膊、腿、腳等，即使白色是極小的

2、動作。支配那種運動的基礎就是我們的骨頭。很難想象沒有骨頭和牙齒，人會怎么樣。我們的白骨朋友有些問題，也給我們的日常生活增添了小的甚至大的問題，像牙齒松了一樣，一定影響了吃；骨頭受傷了，京子躺在床上休息，中需要截肢。在我們快速發(fā)展的科技社會里，一方面汽車等現(xiàn)代交通工具已經(jīng)完全融入我們的生活，改變了我們的生活，但同時也給我們帶來了越來越嚴重的問題汽車事故。交通事故使很多健康的人直接暴露在斷骨甚至截肢的危險中，有時在他們的心靈上造成難以愈合的傷口，人工骨骼產(chǎn)生了。近兩年來，人工骨骼取得了很多令人滿意的進展。定義人工骨骼：人工骨的定義因時期而異。早期只使用木材、金屬作為人工骨，但效果很差，木材容易腐爛

3、，金屬容易腐蝕，使人感染，考慮到人體行理性，對人工骨材料的要求更高?，F(xiàn)在，人工骨骼被普遍認為是具有與人類骨骼和自然牙齒的性質(zhì)相似的生物功能的新型無機非金屬材料，人工骨骼可以從人體體液中補充特定離子，形成新骨骼，在骨骼的結(jié)合界面上發(fā)生分解、吸收、析出等反應，從而實現(xiàn)骨骼的堅固結(jié)合。但是近年來，科學家發(fā)現(xiàn)，有機物質(zhì)也可以成為人類骨骼的載體，因此，準確的定義是有爭議的。我來介紹幾種常見的人工骨材料。人造骨骼使用的新材料：1.陶瓷色漿人工骨日本特殊陶瓷公司開發(fā)了容易加工、容易變形的陶瓷膏狀人工骨。粘貼的人造骨骼可以按照人體骨骼損傷部位的形狀加工，但到目前為止，人造骨骼硬化時間很長，有時需要幾天的時間。

4、新開發(fā)的人工骨骼的特點是硬化快，已經(jīng)與人造骨骼相差約8小時。此外，還有能把血液鎖在骨頭內(nèi)部，可以用專用注射針注入，與原骨親和力優(yōu)秀的新產(chǎn)品。該公司在東京大學醫(yī)學部附屬醫(yī)院等日本內(nèi)5家醫(yī)院開始進行臨床治療骨折實驗，結(jié)果“非常有用”的評價占82%。2004年想通過制藥公司的生產(chǎn)進入市場。美國陶瓷人工骨架美國科學家開發(fā)了用陶瓷制成的新人工骨架。移植后可以代替人體內(nèi)的實際骨骼。人體內(nèi)的組織細胞不會發(fā)生壞死，可以繼續(xù)生長。不僅如此，這個骨架可以在手術(shù)前2 3小時內(nèi)制作。安裝了金屬假肢或接受了人體骨骼手術(shù)的患者要等很長時間才能找到更合適的金屬假肢或人體骨骼。用陶瓷做骨架。通過計算機系統(tǒng)專門為患者量身定做，

5、因此非常適合患者。這項新技術(shù)利用x光來確定骨骼的大小和形狀，其精密程度達0.1毫米，制作骨骼后，還可以在骨骼上鉆孔。所以外科醫(yī)生可以將新的骨頭連接到病人原來的骨頭上。此外，用于此人工骨骼的材質(zhì)與人體骨骼非常相似，有助于患者更自由地活動。外科醫(yī)生們對金屬假肢還不滿意，移植的骨骼也有缺陷，因此他們對這項新技術(shù)抱有希望，但仍需要測試陶瓷骨骼能否長期保持堅固。3.人工“懶骨頭”日本醫(yī)學科學家發(fā)明了人工骨骼。工作特性很智能，可以為患者定期服用鈣制劑，減少血鈣的痛苦。有些人取笑“懶骨頭”。這種髂骨的工作原理。將藥預先放入人工骨骼，完成移植手術(shù)。這個髂骨不僅能支撐體重，而且當體內(nèi)血鈣濃度降低時，會以Fm釋放

6、鈣。而且隨著血鈣的升高，鈣離子在人工骨表面形成神奇的薄膜，阻止阻止阻止其表面的微孔。防止藥物釋放到調(diào)頻。磷酸鈣和膠原人工骨骼日本材料及材料研究機構(gòu)與相關(guān)大學合作開發(fā)了新的人工骨架。由骨骼的無機成分磷酸鈣和有機成分膠原組成的復合材料制成，其強度和彈性都接近于實際骨骼。移植到缺陷部位，可以迅速吸收，長出新骨頭。在狗身上做實驗，你會發(fā)現(xiàn)在大約3個月內(nèi)可以再生新的骨骼。這項研究成果只有在目前動物實驗階段進行實用化研究開發(fā)才能達到臨床試驗水平。5.鈦骨鈦因為人體骨骼緊密結(jié)合，可以將新的骨骼接合到鈦上，所以金屬鈦的合金材料被公認為當今醫(yī)學界最好的人工骨骼替代物，鈦被譽為“新金屬”?，F(xiàn)在開始應用于膝關(guān)節(jié)、肩

7、關(guān)節(jié)、肋骨關(guān)節(jié)、頭蓋、活動、C型皮瓣、骨骼固定夾等。鈦是無毒的純金屬，由于鈦的“純”，物質(zhì)與他接觸時不會引起化學反應。鈦具有高耐蝕性、穩(wěn)定性，與人長期接觸后不會影響其本質(zhì)，因此是唯一不會引起人過敏，對人類植物的神經(jīng)或味道沒有影響的金屬。鈦也被稱為“親生物金屬”。鈦在醫(yī)學上有獨特的用途。在骨頭受損的地方，用鈦和鈦固定，幾個月后，骨頭會生長在鈦和螺釘?shù)穆菁y內(nèi)。新的肌肉包裹在鈦片上，這種“鈦骨”像真正的骨頭，也可以用鈦人工骨代替人骨治療骨折。鈦是理想的生物材料。不受雷雨影響的鈦頭，鈦心臟起搏器：鈦假牙無需從頭部和面部遷移檢查中移除修復體。1 973年國內(nèi)第一個成功的鈦人工關(guān)節(jié)開發(fā)開始了。這個項目在1

8、 978B中獲得了全國科學大會獎。鈦金屬具有良好的生物相容性和彈性系數(shù)，但耐磨性較差。金屬鈦的強度和韌性優(yōu)秀。非常接近生物骨架的要求。但是移植人體或生物體后，很難產(chǎn)生理想的生物相容性。生物活性不足。簡單的機械物理耦合使這種材料的應用非常有限。6.海藻人工骨德國基爾市的科學家成功地制造了一種新的生物材料，可以代替骨骼使用。這種物質(zhì)是生長在哈黑哥蘭島淺水中的一些海藻。這種海藻形成的鈣化骨骼含有碳酸鈣。表面有一個直徑為5-1 0微米的小孔。類似天然骨頭。利用這種多孔物質(zhì)，可以制造出與人的骨骼性能幾乎完全相同的人的骨骼。是理想的骨組織替代品。特別適合假牙。生物玻璃人工骨生物功能玻璃主要是指滿足生理和生

9、物功能并能達到的玻璃。近年來開發(fā)了生物活性、機械強度高的生物功能玻璃。結(jié)合周圍骨骼堅固(生物活性):種植體骨沒有排斥反應。對人體無害，無毒(生物親和性)。機械強度高于自然骨骼。此外，人體內(nèi)沒有強度的疲勞現(xiàn)象，容易滅菌：容易成型加工。生物功能玻璃主要是含有鈣和磷的微晶玻璃。把這種玻璃移植到骨頭里后。在玻璃表面溶解的鈣離子與體液中存在的磷酸鈣結(jié)合，產(chǎn)生磷酸鈣層。通過此與骨表面新后骨的磷酸鈣層緊密結(jié)合。生物玻璃主要用于人工骨頭、人工牙齒、人工關(guān)節(jié)等。這種玻璃的臨床使用會給人類生活帶來更多的快樂和幸福。會大大提高人們的生活質(zhì)量。8.玻璃基生物水泥(GBC)生物水泥(骨水泥)在骨缺損修復及人工骨和自然骨

10、的蒙古結(jié)等手術(shù)中有重要應用?？梢栽诂F(xiàn)場成型加工，而不犧牲生物活動。為了滿足骨I-4手術(shù)中骨科或修復的需要。對恢復骨骼功能很重要。另外：人工骨和身體自然骨之間的連接需要用骨水泥進行莖干，通常用聚甲基丙烯酸酶作為骨的蒙古結(jié)(bone cement)。PMMA水泥易于成型，使用方便。但是由于生物相容性弱，因人骨和腓骨結(jié)合，使用后期連接部位松動，可以降低連接強度。PMMA水泥不能是白色凝固硬化。必須添加固化劑，凝固硬化時會產(chǎn)生很多熱效應。此外，PMMA分解成毒性單位，對機體也是有害的。因此，PMMA水泥材料在手術(shù)中的作用受到限制。因此，提出了新水泥jr4-:l-的發(fā)展要求。使用玻璃粉作為生物水泥的基礎

11、。加入諧波抑制劑和黏合劑，以制造玻璃基生物水泥(GBC)。使用玻璃的離子活性大于晶體的離子活性，減少水合硬化反應的活化能?？s短固化時間，玻璃的離子分離可以在中溶液中進行。另外，玻璃本身也可能具有很高的強度。玻璃基生物水泥。壓力強度為55M pa，撓曲強度為1 6 Mpa，凝固時間為10-25分鐘，密度為2.01-2.2 og/cm。玻璃系生物zK泥通過上海新華醫(yī)院動物實驗證明，它沒有毒性，對動物的生長沒有影響，對體內(nèi)血液的變化沒有影響。玻璃窗 Jzk:泥漿有望成為新的無機生物水泥材料。人工骨技術(shù)的新發(fā)展：1.快速成型制造工藝。傳統(tǒng)上，醫(yī)生們在給不幸的傷員移植人工骨骼時，首先根據(jù)所需的種植體骨骼

12、形狀制作模型，然后用鈦金屬鑄造等，需要很長時間，準確度也很低。德國科學家為此發(fā)明了一種新型的制造工藝快速成型制造工藝?？梢岳眉す鈱饘兮伒仍牧线M行三維加工，以符合特定尺寸。直接生產(chǎn)傷員需要的人工骨架，大大縮短了制造時間，而且準確度也很高。布朗霍夫協(xié)會亞琛的激光技術(shù)研究所是由-:1-學者負數(shù)領(lǐng)導的研究小組。首先通過斷層掃描技術(shù)(CT)獲取受傷者需要的移植骨骼的三維數(shù)據(jù)，然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)通過計算機控制激光束來融化金屬粉末。制作所需的人工骨架，然后將每個“點”逐層連接起來，進行“鑄造”。該過程在電梯平臺上執(zhí)行，因此在一層鑄造后，通過高速平臺高度重新噴灑金屬粉末，完成下一層的“鑄造”工作，最終根據(jù)

13、CT數(shù)據(jù)正確制造傷員需要的人工骨骼。利用該制造工藝，不僅可以節(jié)約原材料，而且精度高、速度快，更重要的是，使復雜形狀的各種可移植骨架制造出獨特的“逐點”制造方法。此程序也可以用來建立其他應用程式的特殊形狀物件。科學家已經(jīng)開發(fā)了利用該工藝生產(chǎn)的儀器，但大規(guī)模臨床使用還有時間。等離子噴涂人工骨在現(xiàn)有金屬復合材料表面噴射數(shù)十微米厚的羥基磷灰石作為高溫等離子火焰的羥基磷灰石等離子噴涂。目前醫(yī)學界公認的人工骨骼替代物質(zhì)是金屬鈦的合金材料和羥基磷灰石材料。但是它們各有無法克服的缺陷?？鄲懒藷o數(shù)-:1-學者：金屬鈦的強度和韌性很好。非常接近生物骨架的要求，但移植人體或生物后。1 1-3e很難產(chǎn)生理想的生物相容

14、性。缺乏生物活性，簡單的機械物理學的結(jié)合大大限制了這種物質(zhì)的應用。羥基磷灰石是用骨骼成分等陶瓷材料制作人工骨骼的實驗結(jié)果，移植生物后生物相容性好，但強度和韌性低，不能成為骨骼的理想替代品，其在醫(yī)學領(lǐng)域的應用受到很大限制。對我國進行的羥基磷灰石等離子噴涂人工骨架的研究，創(chuàng)造性地將兩種最有希望的生物材料混合在一起。即保持金屬材料的強度和韌性，保持羥基磷灰石的生物活性。這種涂層通?？朔私饘俸辖鸹蛱沾赏繉右鸬纳锷眢w差異，實現(xiàn)了良好的生物相容性，對成骨細胞可以很好地接受。在生物材料研究領(lǐng)域邁出了一大步。從生物材料的研究結(jié)果來看，等離子噴涂法在生物活性材料領(lǐng)域的優(yōu)點不言而喻。可以預見，在不久的將來，

15、hydroxyapatite等離子噴涂人工骨骼將真正有益于悲慘的車禍或戰(zhàn)爭受害者。開發(fā)人工骨活性：1.可生長的人造骨骼活骨架是復雜的材料。即使經(jīng)常溶解和更新，也要像三維結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡一樣發(fā)揮機械功能。種植人工骨的努力只集中在補充礦物質(zhì)的組織上，但沒有能力控制形成的羥基磷灰。通過與同事一起合理設計陽性肽段?？梢酝瑫r處理增長和結(jié)構(gòu)問題。在PH低的情況下。肽段組裝生長的圓筒，上面有羥基磷灰石晶體。此晶體具有與圓柱體相關(guān)的適當方向，pH值越高，它就可能再次溶解。一種核心骨骼礦物可以誘導自身沿著組裝的支架生長，其生長方向與膠原中骨骼的生長方向相同。這種晶體也可以再次溶解，這表明這種設計過程有助于制造用于替代礦

16、化組織的新材料。2.生物降解泡沫活骨多倫多的生物醫(yī)學專家約翰戴維斯和他的同事們成功地利用變形的生物降解泡沫開發(fā)出了可用于骨移植手術(shù)的人工骨骼。他們利用生物降解泡沫材料為患者制作了骨架模型。用與人體軟骨組織相似的大量微孔填充模型，然后在微孔中移植骨生長細胞。這個人工骨骼模型一旦移植到人體，骨生長細胞就可以向骨骼方向生長，形成新的骨骼。而且人體吸收得很好。這樣可以達到矯正骨骼的目的。本世紀移植術(shù)將有很大發(fā)展，不僅手術(shù)方法完善，外科醫(yī)生還可以利用最新的化學結(jié)果避免排斥反應，應用迅速發(fā)展的基因工程。利用要移植器官的健康細胞人工種植器官的方法將被廣泛使用。從患者身上取出的細胞培養(yǎng)人工陰莖、人工骨頭、軟骨。同樣的原理，可以進行人工皮膚培養(yǎng)，也可以為燒傷患者進行皮膚移植。2 1世紀的脫發(fā)治療也取得了革命性的突破。生長蛋白質(zhì)會使男人重新?lián)碛袧饷艿念^發(fā)。參考文獻：1秦人工骨的新進展，科學展望2沈思紅羥基磷酸鈣人工骨的應用研究北京航空航天材料研究所3Samuel I . stupp and Glenn w . CIE gler organoapatites : materials for artificial bone。I . synthesis and microstructure 19914 Samuel i.stupp、Jacqueline a. Hanso