目的:探讨钽涂层金属在体外促进大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)黏附、增殖及成骨分化方面的作用。方法:在体外取6只6周龄SD大鼠BMSCs进行原代培养至第3代，使用化学气相沉积系统自行制备钽涂层金属。然后进行流式细胞术鉴定、BMSCs三向诱导、荧光染色、细胞增殖检测及实时荧光定量聚合酶链反应技术(Q-PCR)试验。观察比较BMSCs在钛合金圆片（Ti6Al4V组）和钽金属圆片（Ta组）表面黏附的BMSCs数量、增殖速率、成骨细胞特异性转录因子(OSX)、Runt相关转录因子2(RUNX2)、骨粘连蛋白(OSN)和骨桥蛋白(OPN)的表达情况。结果:流式细胞术结果显示CD44 (94.55%)、CD90 (95.01%)、CD34 (0.06%)。诱导成骨分化14 d后碱性磷酸酶(ALP)染色阳性；诱导成骨分化21 d后出现茜素红钙化结节；成脂诱导21 d后油红O染色呈阳性；成软骨诱导21 d后阿利新蓝染色评估有软骨形成能力。激光共聚焦显微镜结果显示BMSCs在Ti6Al4V组和Ta组金属圆片表面贴附生长，细胞间互相接触、聚集成片，Ta组金属圆片上黏附的BMSCs数量明显多于Ti6Al4V组，并且具有更好的延展性能。细胞增殖检测结果发现，分别共培养1、3、5、7 d后Ta组BMSCs的增殖速率明显快于Ti6Al4V组，差异均有统计学意义( P<0.05)。Q-PCR结果发现，与Ti6Al4V组相比，体外培养7 d后Ta组金属圆片更能促进OSN和OPN的表达，差异有统计学意义( P<0.05)；体外共培养21 d后，Ta组金属圆片更能促进OSX、RUNX2、OSN和OPN的表达，差异均有统计学意义( P< 0.05)。 结论:相比于传统的骨科植入物钛合金而言，钽涂层金属能够更好地促进BMSCs的黏附，增殖和成骨分化。

目的:观察纯钛植入体经喷砂酸蚀(SLA)联合等离子喷涂钽涂层处理后在大鼠体内的骨结合及新骨形成情况.方法:纯钛样品抛光清洗后,经喷砂、酸蚀处理,以等离子喷涂技术制备钽涂层.以喷砂酸蚀钛(SLA组)为对照组,钽涂层钛(SLA-Ta组)为实验组.利用扫描电镜、能谱分析仪、接触角测量仪和划痕测试仪对两组材料表面进行表征分析.将两组植入体随机植入大鼠的双侧股骨髁部,术后对大鼠进行双荧光标记.18只大鼠随机分别于术后4、12周处理死(n=9),通过Micro-CT扫描、荧光显微镜观察和组织学染色相结合评价植入体周围新骨形成和骨结合状况.结果:等离子喷涂成功在SLA钛表面制备了微纳米多级结构的钽涂层.体内实验显示,术后4、12周,SLA-Ta组植入体周围新生骨量、骨结合率均明显高于SLA组.结论:SLA联合等离子喷涂钽形成的微纳米多级结构可促进新骨形成,加速其沉积矿化,进而提高植入体的骨结合能力.

目的 探讨骨科植入金属材料表面化学制备磷酸钙涂层方法及机理.方法 首先在控制钙/磷摩尔比条件下采用滴定法建立磷酸钙的沉淀边界pH曲线,然后根据曲线确定4种涂层工作溶液浓度和pH.接着利用线性扫描伏安法确定4种溶液中在不同电极电位下所发生的界面阴极反应,并明确合适的工作电位.结果 滴定测得磷酸钙溶液的沉淀边界曲线显示,当溶液pH低于边界0.7～1.2时溶液可保持3天以上不发生沉淀且可以稳定形成涂层.电化学沉积电位的合理区间为-1.0～-1.2 V.将pH控制在沉淀边界以下(～1.0),选择-1.15 V为电化学沉积的工作电位,在4种工作溶液中均成功制备了磷酸八钙为主要相的涂层.通过电极反应动力学研究了电流-时间关系,发现涂层形成初期氢离子还原为涂层沉积提供了初始过饱和度,水分子还原为涂层生长提供持续的驱动力.结论 成功确定了电化学沉积磷酸钙的关键条件并阐述了涂层生成机理,且该涂层方法也已成功应用于钽金属,具有广泛适用性.

目的 探讨TiO2纳米管表面聚合物辅助沉积五氧化二钽(Ta2O5)涂层对小鼠成骨前体细胞MC3T3-E1生物学活性的影响.方法 制备出Ta/TiO2纳米管(Ta/NT组)、Ta2O5/纯钛(Ta2O5/PT组)及Ta2O5/TiO2纳米管(Ta2O5/NT组)3组样本,其中后2组的Ta2O5涂层通过聚合物辅助沉积法制备.对3组样品进行表征检测:扫描电镜(SEM)观察表面形貌,X射线光电子能谱(XPS)分析表面元素组成,X射线衍射(XRD)检测表面化合物.选用MC3T3-E1细胞探讨3组样品对细胞生物学活性影响;荧光显微镜观察细胞骨架和细胞核的黏附;CCK-8法测定细胞活性;检测细胞碱性磷酸酶(ALP)活性;茜素红染色后半定量分析钙沉积;Real-time PCR检测成骨标志基因重组人骨形态发生蛋白-2(BMP-2)、ALP、骨钙蛋白(OCN)和骨桥蛋白(OPN)的基因表达.结果 SEM图像显示Ta2O5/NT组表面可见TiO2纳米管基底表面覆盖片状、带状交联的微-纳米级Ta2O5涂层结构;XRD显示Ta2O5/NT组的TiO2纳米管呈现微量的脱矿钛及金红石晶体结构;与Ta/NT组比,Ta2O5/NT组和Ta2O5/PT组黏附细胞核密度较高,细胞骨架块状、丝状结构相对较大,交联、团簇状较多,细胞骨架张力较大,具有较高的细胞活力;茜素红染色样本半定量分析显示Ta2O5/NT组、Ta/NT组、Ta2O5/PT组钙沉积量依次降低(P＜0.01);Ta2O5/NT组、Ta/NT组和Ta2O5/PT组7d和14d的ALP活性、钙沉积量和ALP、OCN、OPN mRNA含量依次降低,14 d Ta2O5/NT组的BMP-2 mRNA含量在3组中最高(P＜0.05).结论Ta2O5/TiO2纳米管复合涂层可促进MC3T3-E1细胞黏附、细胞活性、ALP活性、矿化及成骨相关基因的表达,有利于其生物学活性的发挥.

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.

结构设计和材料设计是腰椎间融合器的2个重要方面.结构设计可细分为足印面设计、矢状面轮廓设计和固定设计.足印面设计决定腰椎间融合器与上下椎体终板的接触面积,直接影响融合效果;矢状面轮廓设计影响腰椎间融合器的沉降率、稳定性及手术节段前凸曲率恢复度;固定设计能使腰椎间融合器在置入椎间隙后获得即刻稳定性和长期稳定性.钛合金、钽、聚醚醚酮(PEEK)和可吸收材料是应用于腰椎间融合器的主要材料.钛合金和钽逐步向3D打印方向发展;PEEK目前在临床上应用最为广泛;可吸收材料作为理想材料有待进一步研究.腰椎间融合器在面向种群设计、无损操作的结构开发、优化性能的表面活性涂层研究方面仍有较大提升发展空间.该文就腰椎间融合器的结构设计、材料设计以及未来发展趋势作一综述.

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.

目的:评价掺钽羟基磷灰石涂层对骨髓间充质干细胞粘附和增殖的影响,为新型种植体表面涂层的设计及应用奠定实验基础.方法:采用大气等离子喷涂技术在纯钛表面制备掺钽羟基磷灰石涂层复合涂层,利用扫描电镜、X线衍射仪和接触角测量仪表征其表面特性,通过细胞计数、细胞形态及MTT法考察大鼠骨髓间充质干细胞在涂层表面的粘附和增殖情况.结果:掺钽羟基磷灰石复合涂层呈多孔隙结构,具有较高的粗糙度和亲水性.钽的掺杂显著提高了羟基磷灰石与钛基体的结合强度.与钛相比,掺钽羟基磷灰石涂层表面粘附的细胞数目更多,细胞伸展良好,且具有较高的增殖活性.结论:等离子喷涂掺钽羟基磷灰石复合涂层具有良好的细胞相容性,能够促进骨髓间充质干细胞的粘附和增殖.

人工种植牙已经成为牙列缺损和缺失的主流修复技术,但骨质疏松症、糖尿病等全身系统性疾病及口腔颌面部缺损、炎症等局部因素影响了其临床成功率.传统的全身辅助给药方法存在用药量大、有不良反应、局部效果不佳等诸多缺点,如何通过人工种植牙自身载药并局部释放来提高种植成功率成为国内外学者研究的热点.到目前为止,人工种植牙的载药方式主要分为种植体表面载药和种植体内部载药两种.种植体表面载药是通过不同载体将药物加载于种植体表面,并通过不同的方法使之与种植体相结合.种植体表面载药的载体主要有二氧化钛纳米管、多孔钽、钙磷涂层、壳聚糖和聚乳酸-羟基乙酸共聚物,其药物加载方法主要有物理吸附法、共价键结合法、仿生共沉积法、层层自组装技术和复合涂层法.而种植体内部载药是将药物加载于中空的种植体内部、基台或附属装置内,从而达到药物持续释放的效果.本文结合本课题组的研究及相关文献就近年来人工种植牙载药方式及材料等做一论述.

目的:对比新研制的钛基钽涂层人工种植体植入犬下颌骨和股骨不同部位的植体骨结合能力差异.方法:选5只成年健康比格犬,拔除双侧下颌第一磨牙,愈合3个月建立缺牙模型.按临床种植体植入手术操作步骤,分别于下颌骨和股骨中上段植入钛钽种植体,每只犬双侧颌骨及股骨分别植入各2颗.术后3个月取材,行X线片、Micro-CT扫描及骨密度(BMD)分析、带植体硬组织磨片组织学及Goldner三色法染色检查,ImageJ图像分析新骨形成面积.结果:钛钽人工种植体植入犬体内3个月,X线示两组植体均与骨结合紧密,植体骨界面无低密度阴影.Micro-CT扫描显示:颌骨组种植体与骨结合紧密,界面无低密度透射影,局部微结构、密度变化无显著差异;股骨组种植体-骨界面近髓腔段呈低密度线状透射影,Micro-CT骨形态计量分析结果显示:颌骨组BMD为1169±86.39mg/cc,股骨组BMD,754.2±129.4mg/cc,颌骨种植体周围BMD显著高于股骨种植体周围BMD(P＜0.05);亚甲蓝-酸性品红染色显示:颌骨组种植体周有红色带状深染新骨形成,植体侧呈指状突入黑色植体螺纹之间,颌骨侧呈波浪与蓝染的颌骨组织移行,植体骨界面密合无间隙.股骨组也有红色深染新骨形成,但新骨带较颌骨组较窄,且植体-骨界面部分不密合,见条状纤维结缔组织样结构.ImageJ图像分析显示:颌骨组新骨形成面积294.4±10.18μm2,股骨组新骨形成面积108.4±3.208μm2,新骨形成面积颌骨组显著多于股骨组(P＜0.05).结论:钛基钽涂层人工种植体植入下颌骨较植入股骨更能促进种植体骨结合,本研究为种植体骨结合动物实验模型选择提供了依据.