【摘要】：股骨頭無菌性壞死的治療是現(xiàn)代骨科面臨重大難題。該疾病是多種因素引發(fā)的股骨頭微循環(huán)障礙,從靜脈淤滯發(fā)展成動脈淤堵,形成缺血性骨壞死,導(dǎo)致患肢疼痛,甚至致殘。目前主要臨床解決方案為關(guān)節(jié)置換,但產(chǎn)品壽命期有限,創(chuàng)傷較大,只適用于晚期患者。而骨填充物,尤其是人工合成的生物陶瓷,早就在二十世紀(jì)廣泛被骨科臨床接受。隨著研究和工藝的發(fā)展,學(xué)者們意識到優(yōu)化的材料結(jié)構(gòu)可引導(dǎo)骨組織生長,同時也能促進缺損內(nèi)的血管化。本論文希望通過調(diào)控多孔生物陶瓷的微結(jié)構(gòu)將股骨粗隆部豐富血運引導(dǎo)至壞死區(qū),從而促進骨再生,達到重建血供和修復(fù)骨壞死的效果;同時研發(fā)具有實用價值的生物陶瓷棒產(chǎn)品及配套的手術(shù)器械,實現(xiàn)微創(chuàng)保髖治療股骨頭無菌性壞死,服務(wù)于臨床。本研究開發(fā)出一套可完全控制β-磷酸三鈣生物陶瓷多孔結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝。利用三維堆積有機模板技術(shù),將β-TCP漿液灌注其中形成坯體,經(jīng)排膠和燒結(jié)形成陶瓷。制備出不同孔徑(300-700μm)和內(nèi)連接徑(70-200μm)的可控微結(jié)構(gòu)多孔生物陶瓷。為提高材料力學(xué)性能,通過模板尺度的可控分布,形成兩種仿生結(jié)構(gòu)增強型生物陶瓷(邊緣增強型和芯部增強型)。通過上述方法可以精確控制材料內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的尺寸。研究結(jié)果顯示通過芯部增強方法可以將多孔陶瓷的壓縮強度從2.14MPa提升到11.88MPa,達到一定的支撐作用。進一步對多孔陶瓷進行了生物學(xué)評價,通過體外和體內(nèi)實驗觀察不同結(jié)構(gòu)對材料與細(xì)胞的復(fù)合及細(xì)胞增殖、血管化(管徑,數(shù)量)和成骨性能的影響。通過體外研究發(fā)現(xiàn)孔徑500-600μm,內(nèi)連接徑120μm的多孔結(jié)構(gòu)材料的細(xì)胞增殖率最高。體內(nèi)種植實驗結(jié)果顯示孔徑400-600μm,內(nèi)連接徑120μm的樣品最有利于促進血管新生和新骨形成。因此選擇孔徑400-600μm,內(nèi)連接徑120μm作為最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)的芯部增強型多孔β-TCP生物陶瓷棒進行了前期臨床應(yīng)用的探索實驗。本研究同時設(shè)計了一套微創(chuàng)治療股骨頭無菌性壞死的方案。該方案操作時間短,臨床推廣性強,臨床探索實驗案例顯示患者股骨頭形態(tài)正常,關(guān)節(jié)功能良好,疾病沒有復(fù)發(fā),充分證實了技術(shù)的有效性。綜上所述,本研究創(chuàng)立了一種新型微創(chuàng)治療股骨頭無菌性壞死的生物活性陶瓷植入物及配套手術(shù)技術(shù)。研究證明了可控微結(jié)構(gòu)多孔材料的組織引導(dǎo)性能,同時也驗證了通過致密和多孔結(jié)構(gòu)的結(jié)合可增加材料的力學(xué)性能。增強型多孔生物陶瓷棒不僅能將股骨粗隆部的血供引入壞死區(qū),同時還解決了傳統(tǒng)骨內(nèi)減壓帶來的力學(xué)支撐問題。配套器械使整個手術(shù)的創(chuàng)傷和時間也大大減少。3年臨床結(jié)果非常理想,給患者和醫(yī)者提供一個很有潛力的治療方法。
【圖文】：

醫(yī)師Cooper[4]早在1823年就指出了股骨頭血管對于股骨頸骨折修復(fù)的重要性（圖1-1）。他發(fā)現(xiàn)股骨頭血供系統(tǒng)由股骨頸的血管和圓韌帶的血管組成，因此，股骨頸骨折后會損傷該部分的血管，而單純依靠圓韌帶的血供難以維持骨修復(fù)所需。此后，股骨近段（股骨頭和股骨頸）的血供成為了髖關(guān)節(jié)修復(fù)的研究熱點。1943 年，Wolcott[5]對旋股內(nèi)側(cè)動脈、圓韌帶血管、股骨干滋養(yǎng)血管的分布及其吻合進行了研究。Trueta[6]指出骺外側(cè)動脈供應(yīng)股骨頭 80%的血液，，成為股骨頭主要供應(yīng)動脈。同時他還對骺內(nèi)側(cè)動脈、骺外側(cè)動脈、干骺端上下動脈等動脈分支及其吻合情況做了清楚的描述。Crock 等[7]建議將干骺端動脈細(xì)化命名為頸升動脈分支，包括前、后、上、下頸升動脈。關(guān)于股骨頸表面支持帶血管的研究相對來進展較為緩慢，長期以來，其功能和意義也未受到足夠重視。直到1949 年 Tucker[8]首次提出支持帶動脈的概念，支持帶血管的研究才逐漸展開。Gojda 等[9]對股骨頸支持帶的解剖學(xué)分布情況

華南理工大學(xué)博士學(xué)位論文1.2.2 多孔結(jié)構(gòu)的控制制作方式加入有機溶劑后 PMMA 制孔劑顆粒因表面溶解逐步融合在一起，導(dǎo)致支架的體積和尺寸變化。通過栓體下沉的連續(xù)監(jiān)控可導(dǎo)出形成的接觸面積，也就是燒結(jié)后多孔陶瓷的內(nèi)連接。根據(jù)其參數(shù)可預(yù)定支架下沉參數(shù)，在操作過程中達到預(yù)定值取出支架終止溶解反應(yīng)。圖 2-3 為顯示本方法的有機支架和陶瓷燒結(jié)的收縮情況，其中 org為 PMMA 制孔劑顆粒支架的收縮量 (μm)， fri為陶瓷燒結(jié)后的收縮率 (%)；
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R681.8;R318.08

【參考文獻】

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本文編號：2620967