3D打印技术制备复杂形态骨科金属植入物具有快速、高效的特点，而钛及钛合金是目前3D打印金属植入物最常用的原材料。3D打印多孔钛及钛合金假体具有生物相容性好、高比强度、低弹性模量的特点，相关临床试验证明其支撑可靠，骨修复效果良好。钽金属具有与钛金属类似的理化性质，相关研究显示其具有良好的骨诱导性。近年来，3D打印技术制备个性化多孔钽金属假体也越来越被关注，但现有相关研究仍有限。本文通过对既往国内外关于多孔钛和多孔钽的研究报道进行回顾，从制造工艺、机械性能、生物相容性、表面改性、骨整合效应和临床应用及钛合金方面对两类多孔金属的性能进行比较，同时展望了多孔钛和多孔钽相关骨科个性化置入产品在未来的应用前景。

目的:探讨多孔钽金属治疗大鼠颅骨缺损的早期治疗效果。方法:采用钻孔法制备大鼠颅骨缺损动物模型，采用随机数字表法将大鼠分为对照组，钽金属植入组，每组6只。通过小动物成像X光实验检测多孔钽金属注入情况；通过翻红O固绿染色及苏木精-伊红(HE)染色观察骨缺损处骨再生；通过多孔钽金属与骨髓间充质干细胞(BMSC)共培养探究其生物相容性，通过扫描电镜观察BMSC共培养情况；通过噻唑蓝(MTT)法检测多孔钽金属生物毒性。结果:多孔钽金属植入2周后与周围骨组织结合紧密，未见明显炎性反应。小动物成像X光结果显示钽金属孔隙间可见新生骨长入，促进骨缺损再生修复。组织学切片HE染色钽金属四周未见明显炎性反应，金属孔隙间血细胞聚集，促进骨痂形成；翻红O固绿染色可见新生骨长入金属间，多孔钽金属与骨连接紧密，未见免疫排斥反应。MTT检测实验结果显示正常培养组1、3、5 d后的吸光度值与钽金属共培养组比较，差异无统计学意义(0.177±0.010比0.185±0.010、0.434±0.001比0.449±0.002、0.776±0比0.785±0， t＝0.303、1.924、1.266， P>0.05)，培养7 d后钽金属共培养组细胞增殖高于正常培养组(1.39±0.03比1.23±0.02， t＝12.290， P<0.01)，差异有统计学意义。扫描电镜结果提示多孔钽金属生物相容性强，BMSC围绕钽金属生长，全包围多孔钽金属，细胞相互交织，生长状况良好。 结论:多孔钽金属植入大鼠颅骨缺损处促进和引导骨生长和骨修复。

随着接受全髋关节置换术的患者数量不断增加及术后假体生存期不断延长，各种原因导致全髋关节置换术后假体固定失败翻修病例数量也在不断上升。全髋关节置换术后因各种原因导致失败者接受翻修时最主要的问题是存在不同程度的骨缺损，其中慢性骨盆不连续是髋臼翻修中最复杂、最严重的骨缺损，也是髋臼翻修最复杂、最具挑战性的难题。髋臼残余骨量、髋臼骨床成骨能力、骨盆不连续的愈合是决定治疗成功的三大要素。对慢性骨盆不连续患者进行精确的术前评估和计划，根据不同的骨缺损特点选择同种异体骨植骨结合非骨水泥半球形臼杯、髋臼植骨结合防内突髋臼重建杯、半球形非骨水泥臼杯结合多孔金属垫块、Cup-cage技术、定制型三翼髋臼假体重建技术或骨盆牵引结合多孔钽金属杯重建等技术，是目前骨盆不连续重建的常用方法。

3D打印多孔钽在骨缺损的修复方面具有独特优势,其具有良好的物理、化学、机械性能及生物相容性等优点,展现了其在人类骨组织工程学领域中巨大的临床价值,具有广阔的应用前景,但仍需在多孔钽的内部结构及表面修饰方面有新的突破.现通过回顾及分析相关文献,对3D打印多孔钽的内部结构及表面改性在骨组织工程中的研究进展作一综述.

背景:课题组前期研究发现,国产多孔钽有利于MG63细胞的早期黏附、增殖,可用作骨组织工程支架材料.目的:进一步探讨成骨诱导因子缓释系统修饰的国产多孔钽对MG63细胞黏附增殖及分化能力的影响.方法:在聚乳酸-羟基乙酸共聚化合物凝胶中加入体积分数为15%的成骨诱导因子溶液,构成成骨诱导因子缓释系统.取第3代MG63细胞,分别接种于单纯多孔钽表面(对照组)、聚乳酸-羟基乙酸共聚化合物凝胶涂覆的多孔钽表面(凝胶涂覆组)、成骨诱导因子缓释系统涂覆的多孔钽表面(缓释系统涂覆组),共培养5 d后,利用鬼笔环肽染色观察材料表面细胞骨架,流式细胞仪检测细胞增殖,Western blot、RT-qPCR检测材料表面细胞Ⅰ型胶原、骨桥蛋白、RUNX-2的蛋白和mRNA表达.结果与结论:①鬼笔环肽染色显示,MG63细胞在3组多孔钽表面及内部黏附生长,细胞分泌的基质覆盖在材料表面;②流式细胞仪检测显示,缓释系统涂覆组细胞增殖快于对照组、凝胶涂覆组(P<0.05);③Western blot、RT-qPCR检测显示,缓释系统涂覆组Ⅰ型胶原、骨桥蛋白、RUNX-2的蛋白和mRNA表达均高于对照组、凝胶涂覆组(P<0.05);④结果表明,经成骨诱导因子缓释系统修饰的国产多孔钽有利于MG63成骨细胞的黏附、增殖及分化.

目的 探讨采用全髋关节置换术治疗类风湿关节炎继发髋臼内陷症的临床疗效.方法 2011年1月至2014年11月采用全髋关节置换术治疗类风湿关节炎继发中重度髋臼内陷症患者18例(20髋),男6例(6髋),女12例(14髋);年龄37～68岁,平均(45.8±8.3)岁.髋臼内陷程度:Sotelo-Garza和Charnley分型Ⅱ型(内陷6～15 mm)17髋,Ⅲ型(内陷＞15 mm)3髋.后外侧手术入路,股骨颈截骨后逆行取出股骨头.术中见髋臼骨质菲薄且局部骨质疏松严重,髋臼形态不规则.以自体股骨头松质颗粒骨打压植骨重建髋臼,采用压配方式植入多孔生物型钽金属骨小梁髋臼假体(16髋)或生物型多孔钛涂层髋臼假体(4髋).随访时采用Harris髋关节评分评估髋关节功能,摄X线片观察假体是否有松动、再次内陷以及植骨愈合情况.结果 手术时间55～131 min,平均(89.5±8.1) min.失血量165～480 ml,平均(295±10.9) ml.髋臼内陷植骨量32.5～61.2 cm3,平均(33.7±6.8) cm3.随访时间2.5～6.0年,平均(4.5±1.7)年.术后股骨头中心至Kohler线的水平距离由术前(8.87±3.9) mm增加至(23.55±2.5)mm,差异有统计学意义(t=18.322,P=0.000);股骨头中心至坐骨结节连线的垂直距离由术前(87.45±3.5) mm减少至(77.83±4.1)mm,差异有统计学意义(t=10.221,P=0.000).术后6个月自体植骨均与髋臼骨性融合.末次随访时Harris髋关节评分由术前(55.3±9.5)分提高至(92.2±12.7)分,差异有统计学意义(t=51.569,P=0.000);髋关节屈伸活动度由术前41.5°±6.7°提高至102.3°±14.50,差异有统计学意义(t=64.865,P=0.000);髋关节外展活动度由术前8.2°±3.5°提高至29.8°±6.6°,差异有统计学意义(t=51.161,P=0.000);双下肢长度差由术前(23.7±0.82) mm减小至(4.7±0.39) mm,差异有统计学意义(t=19.761,P=0.000).末次随访时患者均可不借助任何工具行走、上下楼及独立穿鞋袜.2例2髋残留中度行走时髋部疼痛.结论 采用自体股骨头颗粒骨移植填充及生物型钽金属骨小梁髋臼杯假体,可重建类风湿关节炎继发中重度髋臼内陷症的髋关节旋转中心,并获得满意的近中期临床疗效.

背景:多孔钽金属在人工髋膝关节翻修中提供有效的初始稳定性及优越的骨整合已获得公认,然而非骨水泥多孔钽金属胫骨平台在初次人工全膝关节置换的应用仍存在争论.有学者怀疑膝关节置换的非骨水泥固定方式影响假体寿命,甚至软组织易与多孔金属粘连而导致术后膝关节僵硬或疼痛.目的:对比采用非骨水泥多孔钽金属胫骨平台与传统骨水泥平台进行全膝关节置换的短期疗效.方法:选择使用非骨水泥多孔钽金属胫骨平台接受初次单侧人工膝关节置换的患者14例,并随访同期使用传统骨水泥平台进行初次全膝关节置换的患者14例.全部28例患者术前均为终末期骨关节炎.对患者进行临床及影像学随访,随访时间1-3年.结果与结论:①随访期间2组未出现再次手术病例;②2组患者术后美国膝关节协会膝评分、美国膝关节协会功能评分、膝关节屈伸范围及末次随访股胫夹角对比,差异均无显著性意义(P > 0.05);③2组影像学随访均未发现胫骨侧假体的无菌性松动,胫骨平台下沉及移位;④结果表明,人工全膝关节置换中多孔钽金属胫骨平台的使用能够获得与传统骨水泥平台相近的临床及影像学早期结果,而远期假体生存率需进一步随访.

背景:课题组前期研究发现国产多孔钽有利于MG63细胞的早期黏附、增殖,可用作骨组织工程支架材料.血小板裂解液是富血小板血浆进一步优化后的产物,更适合用于诱导修复骨缺损.目的:在前期研究基础上,深入探索血小板裂解液联合国产多孔钽支架材料对MG63细胞增殖以及ITGβ1/Vinculin/F-actin信号通路表达的影响.方法:培养MG63细胞并接种在国产多孔钽支架上,加入3%、5%、7%、10%血小板裂解液,应用CCK-8法筛选出最佳的体积分数7%进行以下实验.实验分组:空白对照组MG63细胞培养;血小板裂解液组:7%血小板裂解液与MG63细胞共同培养;多孔钽组:多孔钽支架材料与MG63细胞共同培养;血小板裂解液-多孔钽组:7%血小板裂解液、多孔钽与 MG63细胞共同培养.扫描电镜观察国产多孔钽及血小板裂解液-多孔钽-MG63细胞复合物的表面形态;CCK-8法检测MG63细胞的增殖状态;qPCR、免疫细胞化学染色、Western-blot检测MG63细胞ITGβ1、Vinculin、F-actin的mRNA和蛋白表达.结果与结论:①扫描电镜显示,MG63细胞均良好地黏附在多孔钽支架表面;②与空白对照组比较,血小板裂解液组与多孔钽组均可促进MG63细胞的增殖(P < 0.05);4组中,血小板裂解液-多孔钽组MG63细胞的增殖最显著(P < 0.05);③qPCR、免疫细胞化学染色、Western-blot结果显示,4组中血小板裂解液-多孔钽组MG63细胞的ITGβ1、Vinculin、F-actin的mRNA及蛋白表达最多(P < 0.05).说明血小板裂解液和国产多孔钽支架材料能协同促进MG63 细胞的增殖,并能上调ITGβ1/Vinculin/F-actin信号通路mRNA及蛋白的表达,该信号通路的激活可能有助于MG63细胞的增殖、黏附及分化.

临床上由于创伤、肿瘤、感染、手术等所造成的骨缺损很常见,常需要植骨修复[1].传统的骨移植方法包括自体骨移植和异体骨移植两种.自体骨移植多采用患者自身髂骨,虽然免疫反应低,但供体有限,且增加患者的痛苦[2].异体骨移植虽然不受大小形状数量等限制,但存在较强免疫反应.近年来,骨组织工程作为一种重要的替代措施,它的兴起为解决这些难题提供了希望.目前,用于骨组织工程的支架材料有很多,主要有各种金属[3]、陶瓷[4]及高分子聚合物材料等[5],但这些材料在生物相容性、生物活性、生物可降解性、与宿主骨的力学匹配性和使用寿命等方面各有优缺点.金属因其高强度、高负重能力、形状记忆、惰性、超弹性等优点应用于骨组织工程,常见的金属支架有钽、钛、钛镍合金、镁等,不同的金属因其密度、强度、制作方法不同,所制作的支架性能也不同.本文现对金属骨组织支架的研究进展综述如下.

骨水泥固定型假体广泛应用于全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA),被称为TKA的"金标准",约占所有TKA的95.2%;而在19世纪80年代兴起的非骨水泥型膝关节假体因较高的早期失败率应用受到很大限制.如今,随着假体材料、制作工艺的进步与革新及患者年轻化,非骨水泥型膝关节假体再次成为热点.常见的非骨水泥型假体包括羟基磷灰石生物活性涂层、钛涂层和多孔钽金属骨小梁假体等,均获得较好的临床随访结果,并依靠骨长入生物固定理念获得更低的无菌性松动率和较高的假体长期生存率,更适合于活动量较大的年轻患者.本文就非骨水泥型假体的特点及临床应用等问题进行综述.