经皮插入式骨小梁金属假体骨整合及软组织封闭的相关基础研究

随着社会发展，老龄化加剧，由糖尿病，血管疾病，创伤及肿瘤导致的截肢者剧增。经皮插入骨整合假肢通过骨骼直接固定于人体，能够解决传统假肢力传导不当，皮肤炎症，破损，感染等一系列问题。但目前普遍使用的钛合金假体与骨整合时间较长，以及上皮细胞侵袭性增殖导致的软组织封闭困难而引发的感染风险限制其应用。近年，骨小梁金属在骨科领域广泛应用，其良好的生物相容性，接近骨的材料学性质使其在插入式假肢中应用成为可能。.本研究拟探索骨小梁金属的小梁结构与骨结合之间的相关性；小梁分布于骨传导之间的关联；通过金属表面处理促进假体与软组织纤维层之间的铆合。检测手段建立骨小梁金属假体与骨和软组织结合力与时间定量关系体系，评估表面修饰骨小梁金属在插入性假肢中应用的可行性，降低插入式假肢感染和假体周围应力骨折的风险，为小梁金属插入式假肢的临床应用奠定基础。

传统经皮插入假肢存在骨整合时间长、假体周围应力遮挡导致骨质吸收、皮肤与假体界面上皮侵袭性增殖形成窦道、感染等问题。骨小梁金属具有良好生物相容性，并且具备与骨骼最为接近的材料学性质，能够最大限度减少假体应力遮挡，降低假体周围骨吸收等并发症，因此为新型插入式假肢制备提供了一种新颖的备选材料。本研究首先结合逆向工程原理，并通过CAD/CAM技术并结合表面修饰方法，制备出完全符合骨小梁结构形态及力学性能，并且从微观上也具备微纳米多孔结构的钽金属骨小梁内植物；其次通过成骨细胞增殖率、ALP表达及倒置相差显微镜、扫描电镜观察、甲苯胺蓝染色等试验验证了骨小梁钽金属的良好生物相容性。再次通过动物实验X线检查、Micro-CT检查，组织学染色，生物力学研究验证了骨小梁钽金属与骨接触面的骨整合能力，并建立了骨小梁金属与骨结合强度-时间-结合率相关性。研究表明，骨小梁钽金属为插入式假肢制备提供了一种新颖而又很有前途替代材料，并且本课题研究为骨小梁金属插入式假肢的临床应用奠定理论基础。