骨修复材料研究和应用综述
骨修复材料研究和应用综述
骨是人体内最重要的结缔组织之一,在保护体内器官、为肌肉提供附着、产生血液细胞等方面发挥着不可替代的作用。交通事故、工伤、运动创伤、疾病和自然灾害等意外伤害可以造成骨折、骨缺损和骨缺失。国内每年因交通事故、工伤等造成的骨组织缺损或骨组织缺失的伤员超过300万人[1],同时伴随着社会人口老龄化而来的骨质疏松疾病的增多,需要通过骨移植进行充填、支撑、修补、融合和固定,来迅速和完全地恢复骨的结构和功能。因此,加快研究各种适合于人体硬组织缺损修复或替换的骨缺损修复材料,不但是提升人类医疗保健的一项艰巨任务,而且具有重大的意义[2]。
一、骨修复材料的发展历程与研究现状
因疾病和事故导致的骨疾病与缺损严重地威胁着人类的健康,对骨修复材料的探索与研究贯串着整个人类文明发展史。早在公元前,玛雅人就开始利用天然玉器材料来修复自身的骨缺损[3]。公元1550年,医学文献中已有使用金属材料作为生物材料的记载[4]。1880年,Macewen首次使用同种异体胫骨移植治疗1例因感染造成肱骨缺损的4岁男性患儿获得成功[5]。1892年,Dreesman发表了第1篇关于利用熟石膏填充骨缺损的报告[6]。第一次世界大战造成的大量人员受伤,使不锈钢和其它金属材料成为矫形植入材料的主要原料[7]。在20世纪80年代,磷酸钙材料的应用和生物玻璃的开发,则大大推动了生物陶瓷材料的研究进程[8]。而后组织工程概念的提出,使生物材料的研究步入到组织和器官再造的新时代[9]。近30年来,随着高新技术的发展,骨修复材料的研究取得了令人瞩目的进展,对骨修复材料的研究从根据经验逐渐转入根据需要进行有目的性的设计,进入到一个更高的层次[10]。
理想的骨缺损修复材料应该具有以下特性:(1)良好的生物相容性;(2)足够的力学性能和良好的生物力学适应性;(3)骨传导性;(4)骨诱导性;(5)提供成骨细胞,直接成骨;(6)良好的材料——骨组织界面;(7)可塑形。目前临床应用的骨修复材料中没有一种能符合上述全部条件,只是具备上述条件中的一部分,但在临床应用中,对骨缺损的修复,往往只需满足部分条件即可,我们可以根据修复对象的具体情况选取合适的材料。现将近年来骨修复材料的研究和应用讨论如下:
1、自体骨
长期以来,自体骨移植是骨损伤修复广泛采用的植入材料。在下颌骨缺损修复[11,12]、脊柱融合、创伤或肿瘤[13]切除后应用较多,但自体骨移植存在取材有限、失血、延长手术时间、增加病人痛苦等缺点,而且会引起取材部位并发症,造成二次伤害[14],这些缺点限制了自体骨移植的发展和临床应用。
2、同种异体骨
自从1880年Macewen首次使用同种异体胫骨移植治疗1例因感染造成肱骨缺损的4岁男性患儿获得成功经验后,经过一个多世纪的发展,同种异体骨移植在骨缺损治疗中已得到广泛的应用[5]。同种异体骨移植取材方便,数量形状不受限制,对已被破坏的骨折周围的内环境,有着迅速恢复、改善和重建血循环快捷等特点,而且来源也不像自体骨那样受到限制等,诸多独特的优势和应用价值使得同种异体骨在临床上应用较多[15],但也存在一些目前难以彻底解决的问题,如免疫排斥[16]、疾病传播[17,18]、愈合慢[19-22]、异体骨骨折[23]等问题,而且制备、处理和存贮的成本很高,所以其应用受到很大限制,临床上多应用于关节部位及大段骨干的缺损修复[5]。
3、异种骨
异种骨来源广泛,价格低廉,主要有牛骨、猪骨、羊骨、兔骨等。其中猪骨和牛骨原材料易得,是研究最多的异种骨材料[24]。但由于种属间的抗原差异,存在免疫排斥反应,直接植入人体必然引起强烈的免疫排斥反应而导致骨修复的失败。
目前消除免疫原性的方法是煅烧法与脱脂、脱蛋白、脱钙法。煅烧法是指异种骨通过在高温炉中煅烧,可将骨中具有抗原性的有机物氧化清除,彻底消除异种抗原,同时还能保留动物骨中原有的无机盐骨架并形成高度多孔的结构而适合成骨细胞移行并快速修复骨缺损[25]。郑启新等通过实验证明经过二次煅烧的牛松质骨具有一定的强度,合适的孔径,微孔互相连通,有可靠的生物安全性,生物降解性良好,可作为植骨材料用于临床[26]。脱脂、脱蛋白法是通过化学试剂处理,如氢氧化钠煮沸、过氧化氢浸泡、脂溶剂脱脂及丙酮干燥等方式去除有机物质。消除或减轻由于异种骨组织相容性差异而产生的排斥反应.但同时能保留一定的成骨诱导能力。人们利用以双氧水为代表的氧化剂,消除异种骨的抗原性,制得部分脱蛋白异种骨。氧化剂引起的蛋白质的非特异性变性使制得的材料天然结构遭到破坏,力学强度下降。Kiel骨是经过脱脂部分脱蛋白等一系列处理的小牛骨,已经过FDA批准,是目前在国外唯一达到商品化的异种骨,经临床和实验证实,因缺乏诱导成骨能力,效果不满意[27,28]。
4、生物惰性材料
“生物惰性”骨缺损修复无机材料主要是金属和一些氧化物陶瓷如氧化铝,氧化锆等。这类植入材料是以“物理充填”方式取代患病或缺损骨组织(即形态结合),对材料的理化性质和生物学性质要求较低,只须其物理特性与骨组织基本匹配以及对机体无显著的毒害作用[29]。金属材料一般有医用不锈钢、钴基合金、钛基合金、形状记忆合金、钽、铌等。金属材料具有强度高,一定的延展性,可进行精确加工等优点[30,31],常用作关节置换材料。金属材料植入人体后,宿主骨对其具有排斥作用,在材料一组织界面形成纤维性包囊层,材料与组织的结合强度低。同时,材料的弹性模量是骨的3倍以上,材料一组织界面存在较大“应力屏蔽”,导致植入体周围的骨吸收,使植入体松动、脱落,必要时要进行二次手术。同时,人体液是一种由无机盐、蛋白、酶等组成的具有较强腐蚀性的液体。在该环境中,植入材料或多或少都会与体液发生反应。“惰性材料”释放的离子和磨损的碎片往往会对人体造成伤害。比如Ti合金关节的替换后使人体血浆中的Ti离子在3年后仍为正常人的三倍[32],316L不锈钢和Co-Cr-Co合金植入后使血清中的Fe、Ni、Cr等离子浓度大幅上升[33],这些离子在体内容易诱发炎症,甚至引起毒副作用。因此,现在所使用的惰性材料往往要对其表面进行改性,改善材料表面与组织的结合,降低有害离子的释放速度[34,35]。目前,人们多采用等离子喷涂、电化学沉积等表面改性技术,在材料表面覆盖轻基磷灰石层,使植入体能够与周围的机体组织紧密结合,并降低金属离子的溶出[36]。
5、生物活性材料
1969年,美国Florida的Hench教授等发现一定组成的玻璃和玻璃陶瓷植入体内后其表面不形成纤维包裹层,而是与骨组织形成紧密的结合,其结合面的强度甚至高于骨和材料本身,在此基础上研制出了45S5生物玻璃并提出了生物活性的概念[37,38]。生物活性材料指能够在材料/组织界面上诱导生物或化学反应,使材料与组织之间形成较强的化学键合,达到组织修复的目的。与以往的生物惰性材料相比,生物活性材料在骨组织修复能力上有了很大提高。一方面由于植入体在生理环境中发生一种特殊的表面反应,与骨组织形成化学性结合界面(即生物活性结合),使植入体牢固地固定于骨组织内;另一方面生物活性材料还具有优良的骨传导能力和良好的细胞及组织亲和性。
对众多生物活性植入体与骨组织的结合界面观察发现,材料与骨组织的结合往往通过一层富含Ca、P的过渡层,并且它是发生骨性结合的关键物质,破坏性试验还发现界面断裂最初都不是从结合面开始的,而是发生在材料或组织内部,说明植入体与周围组织有牢固的界面结合[39-43]。生物活性材料与组织接触的界面反应是一种特异的物理化学现象,无论在体内细胞和蛋白调控的生理环境还是体外模拟生理环境的无机盐电解质溶液中,材料表面均会发生溶解-沉淀反应,形成一层类似于骨组织中的无机矿物质碳酸羟基磷灰石[40,44]。
目前不少人工合成无机材料的植入体能直接与骨组织发生紧密结合,植入体周围不会形成纤维层隔膜,主要有两类材料:一类是以钙-磷(CaO-P2O5)为基础的传统生物陶瓷,如HA、磷酸钙等都具有生物活性,其在体液环境中,通过溶解沉淀形成新的类骨HA层,然后与骨组织形成键合,以CaO-P2O5体系为基础的典型生物活性材料有羟基磷灰石(HA)、α-磷酸三钙(α-TCP)、β-磷酸三钙(β-TCP)以及HA/TCP陶瓷和磷酸钙骨水泥(CPC)等[45-51];另一类为以钙-硅(CaO-SiO2)体系为基础的生物玻璃和玻璃陶瓷,在体液环境中,其表面形成一层富硅层,诱导HA的沉积,从而显示出生物活性[37],以CaO-SiO2体系为基础的生物活性材料有CaO-SiO2-M(M为P2O5,Na2O,K2O,MgO,Al2O3)玻璃、硅灰石和A-W玻璃陶瓷等[52-60]。
与磷酸钙生物材料相比,生物玻璃和玻璃陶瓷的组分范围要广,各种对人体无害和能促进骨组织生长的离子都可以添加到生物玻璃中以改善其性能。由于生物活性玻璃优良的生物活性和可调节的化学组成,其性能如活性、降解性和力学性能都可以人为调节和控制。除了少数几种生物活性材料如A-W玻璃陶瓷外,大部分生物活性玻璃和陶瓷如羟基磷灰石、磷酸钙、45S5生物玻璃、溶胶凝胶生物玻璃等力学强度都较低,主要用于不承力和承力较小的部位。
6、生物降解材料
生物可降解材料指材料在生物体内通过溶解、酶解、细胞吞噬等作用,在组织长入的过程中不断从体内排出,修复后的组织完全替代植入材料的位置,而材料在体内不存在残留[61]。理想的骨修复材料应该是可以降解的,其降解速度能与骨组织的生长速度匹配,在骨组织的生长过程中,材料逐步降解,最后完全被新骨替代。最早使用的可降解无机骨修复材料为石膏,其在体内4周左右能完全降解,降解速度过快,使新骨的生长速度跟不上材料的降解速度[62-64]。
目前应用较多的生物可降解的材料主要有两类,一类是磷酸钙盐材料,包括α-TCP、β-TCP、磷酸四钙等,这些材料都属于CaO-P2O5体系范畴。α-TCP和β-TCP陶瓷溶解速度比HA快得多,但几乎不能诱导类骨CHA在陶瓷表面沉积,在体内与骨键合的机制也与HA陶瓷相似,与骨组织直接结合,界面结合强度不高[65,66,67,68]。这些材料植入体内后的成骨能力和降解速率不仅受到材料性质影响,还与所选择植入部位骨组织的类型(骨皮质、骨松质和骨髓腔)有关。在骨皮质内成骨能力最强但是降解最慢,骨髓腔内降解速率最快但是成骨能力最差,在骨松质内材料完全被降解吸收也需要1.5年以上[67,69]。不少生物降解材料除了优良的生物活性,在体内外也表现出良好的降解性[70-72]。这种由无机氧化物通过特殊工艺制备形成的非结晶材料,在体液中各种电解质的作用下,很容易被“腐蚀”而溶解,溶出的无机离子参与细胞的生长代谢过程,材料本身形成大量孔隙供新生组织长入[72-74]。生物降解材料在生理溶液中的溶解速率与材料的制备工艺有密切联系。溶胶-凝胶法制备的生物降解材料比表面积大,孔隙率高,容易被生理溶液腐蚀;高温熔制的生物降解材料结构比较致密,溶出速率比前者慢得多[70,71]。
应用较多的第二类材料是可降解的高分子材料,主要有聚乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA)、甲壳素等。高分子聚合材料的延伸性好,可以制造成多孔三维支架、纤维状、板状、微球状等,可降解性能好,并且不会造成疾病的传播。PLA机械强度好,加工性能好。PGA在体内无毒,无积蓄,具有良好的生物相容性,已被美国FDA批准广泛用于临床,但也存在一些不足,如强度不足,热稳定性差,降解后的酸性产物不利于骨细胞生长等[75]。甲壳素为白色无定型固体,属氨基多糖高分子材料,常与蛋白质以共价键结合存在,具有生物相容性好、无毒、无剌激、可降解等优点。甲壳素可制成骨缺损支架材料。单纯将甲壳素及其衍生物作为骨科材料用于临床的研究不多见,但常与其他材料复合用作骨科材料。通过对甲壳素进行分子设计,采用组织工程方法进行关节软骨修复和重建。
7、第三代生物材料
由于目前临床应用的骨修复产品仍然存在各种缺陷,随着研究的发展和深入,Hench等提出了第三代生物材料的概念[76]。在第三代生物材料中,生物活性与生物可降解性已融合为一个整体,生物活性材料可被吸收,而可吸收聚合物材料被修饰后也具有生物活性。第三代生物材料可从分子水平上对细胞产生特定的作用,促进细胞的增殖与分化,加快细胞外基质的分泌与组织的生长。
近年来的研究表明,生物活性玻璃和玻璃陶瓷具有良好的降解性能和溶解速度,可以与骨组织生长速度匹配[77-79]。其次,生物活性玻璃和玻璃陶瓷具有良好的生物活性,在体液环境中,不仅能诱导类骨羟基磷灰石的沉积,而且具有骨传导和骨刺激作用,促进骨组织的修复[80-89]。同时,玻璃陶瓷支架脆性高,不易加工,在操作过程中容易碎裂。钙-硅基生物活性陶瓷材料作为生物活性无机组分,与可降解聚酯高分子材料复合,制备复合可降解骨植入生物材料,可以解决陶瓷材料脆性大、纯聚酯材料缺乏生物活性、降解呈酸性的缺陷。用高分子可吸收医用聚酯材料与可吸收的硅酸盐生物活性陶瓷等无机生物材料相结合,除上海硅酸盐研究所研究报道之外,国内外未见文献报道,目前国内外也无也无相关产品。
中科院上海硅酸盐所硅酸钙超细粉体、硅酸钙陶瓷和多孔硅酸钙生物陶瓷支架材料的制备和性能研究方面做了一系列工作,杜瑞琳等报道了采用聚酯高分子包裹生物玻璃,制备了58S生物玻璃/PBS及PLGA复合块体材料以及58S3Z玻璃陶瓷/PBS和PLGA复合支架,研究了这两种复合材料对玻璃离子释放、生物活性以及细胞相容性的影响,结果发现复合支架可以加工成任何形状、降解性及细胞相容性良好[29]。同时与浙江普洛家园生物医学材料有限公司、中科院成都有机化学研究所合作,获得一系列拥有自主知识产权的研究成果,多项研究成果申请的中国发明专利已经获得授权(专利号:02137248.9、03115941.9)。研究结果表明,在特定的工艺条件下制备出的硅酸钙生物陶瓷和多孔陶瓷支架材料具有良好生物相容性、生物活性和降解性,且制备得到的多孔支架材料的力学强度明显优于传统的磷酸钙类多孔陶瓷支架材料;体外表实验表明硅酸钙生物陶瓷具有良好的生物活性、降解性和生物相容性。而动物植入实验研究表明,硅酸钙多孔支架材料植入体内后能够同骨组织形成良好的键合作用、具有良好的骨诱导形成能力、其成骨性能和降解性能均较显著优于传统临床应用的β-磷酸三钙类生物陶瓷材料。
二、骨修复技术的研究现状
1、骨组织工程和原位骨再生技术
组织工程学的兴起为骨缺损的修复带来了新的希望。工程化组织移植将成为组织修复重建的重要治疗手段。组织工程是随着生命科学、材料科学及相关物理、化学学科的发展兴起的一门学科[90-92]。最早是在1987年美国科学基金会在华盛顿举办的生物工程小组会上提出:骨组织工程的基本原理就是将分离出来的成骨细胞或能向成骨细胞分化的干细胞经体外培养扩增后,接种于三维支架材料上,然后将细胞和材料的复合体经过体外培养后植入到骨缺损部位,随着支架的降解,骨组织不断长入,修复骨的缺损[9]。骨组织工程的研究主要包括成骨细胞来源、支架材料、组织工程骨构建三部分,其蓬勃发展将为骨组织的修复与重建开辟新的途径。以最小创伤获得足量成骨细胞是组织工程构建骨组织基本保障,通过骨髓穿刺的方式获取骨髓基质细胞,经过体外培养、诱导、扩增可以得到大量成骨细胞;细胞外基质是细胞赖以生长代谢的支架和环境,因此可以模仿细胞外基质建造组织工程支架。构建组织工程骨的形式主要由体内构建和体外构建两种,前者是将成骨细胞一支架材料复合物直接植入体内修复骨缺损,后者是通过体外组织培养的方法应用水降解支架材料接种成骨细胞建造骨组织[93]。
原位骨组织再生就是把生物材料的块体、多孔支架、粉末、颗粒或溶液等植入或注入到骨缺省部位作为载体或诱导剂,导入特异性细胞因子,植入损伤部位后以一定速率释放离子形式的化学物质或生长因子,如骨形成蛋白或诱导损伤组织自身分泌特异性细胞因子,并通过扩散或系统的连锁反应激活相应的细胞。活化的细胞再产生新的生长因子,进一步刺激细胞,依照生物化学和生物物理学的原理,通过自组装最终形成原位修复组织[29]。从广义上说,原位组织再生技术亦属于组织工程的范畴[94-97]。
2、引导组织再生技术
引导组织再生(guilded tissue regeneration,GTR)又称为膜引导骨再生,最早被应用于牙周病的治疗。其基本原理是用外科手术方法放置物理屏障来隔离不同组织[98],排除无关组织的干扰,保护血凝块,使特定组织再生功能达到最大程度的发挥。屏障下空间的维持是骨引导再生的必要条件,因此组织引导再生膜除具备一般生物替代材料的生物学特征外,还应具有良好的物理屏障性能和维持再生空问的力学性能。Lu等[99]动物实验证实GTR膜对骨缺损修复机制是:(1)GTR膜为骨再生提供空间;(2)阻挡缺损周围结缔组织长入;(3)增大局部成骨前体细胞密度及BMP浓度;(4)保护并稳定血凝块,使之成为骨细胞长入的支架。按材料植入后的降解情况常将组织引导再生膜划分为可降解膜和非降解膜两种。以聚四氟乙烯膜(ePTFE)为代表的非降解膜在骨引导再生成功后需二次取出,常用的可降解膜有胶原膜、聚乳酸膜。GTR技术受到膜一骨组织间隙的保持、骨组织再生能力等因素影响,对于超出一定范围的骨缺损尚不能完全修复,需与生物材料、种植体技术联合应用。
3、牵张成骨术
牵张成骨(distraction osteogenesis,DO)指骨质连续性中断后,通过特殊的牵张装置给保留软组织附着及血供的两个骨段施加缓慢而稳定的牵引力,使其向相反的方向移动时,成骨细胞的增殖和合成功能被激活,促进胶原纤维形成、血管再生、基质钙化,间隙中发生骨的再生。牵张成骨术的蓬勃发展改变了以往骨缺损的修复重建需要植入骨组织或骨替代材料的传统观念,同时拥有牵张早期便可以承力、促进局部血供的优点[100]。该技术已广泛应用于骨科及相关学科。但牵张装置需较长时间留置,给患者的社会生活带来不便的缺点。
三、展望
综上所述,市场上骨修复植入材料主要有自体骨、异体骨、人造骨修复材料等三类。虽然自体骨虽然效果最好,但会给病人带来新的创伤,而且可以去骨的部位和量都有限,无法满足大段骨缺损修复的需要;同种异体骨虽然使用量近年来变化不太大,但由于存在免疫反应和携带病毒的潜在危险,其应用受到限制;目前临床上主要采用可降解磷三酸钙生物陶瓷,硫酸钙等作为骨缺损填充修复材料。有代表性的如美国WRIGHT公司的硫酸钙骨填充修复产品,国内上海贝奥路公司磷酸三钙陶瓷骨修复产品,武汉华威磷酸三钙/羟基磷灰石复合骨修复生物陶瓷产品等。这些材料虽然有较好的生物相容性,但缺乏促进骨细胞增殖和骨组织再生的生物活性,而这对于大段骨缺损的修复至关重要。此外,硫酸钙降解性过快,磷酸钙自固化材料降解性过低,磷酸三钙陶瓷降解性可调范围小。
目前没有一种完全具备理想骨替代材料要求的骨组织代用品,鉴于骨组织复杂的组织结构及相应的各种功能,单纯一种材料很难符合骨组织修复需要。浙江普洛家园生物医学材料有限公司和中科院上海硅酸盐研究所开发的硅酸钙/聚酯复合材料属于第三代骨修复材料,将生物活性与生物可降解性融合为一个整体,具有可以加工成任何形状,具有良好的细胞相容性、降解性和促进骨细胞增殖等性能,可很好地满足骨组织工程和原位骨组织再生的要求。第三代生物材料的研究和开发,将带动和促进骨组织工程和原位骨组织再生的发展,是将来骨损伤修复的发展趋势。
参考文献:
[1]田丰,成国祥,刘长军,陈世谦.骨组织损伤修复生物医用材料的研究进展.医疗卫生装备.2005,26(2):22-24.
[2]苟中入.新型骨缺损修复材料——硅酸二钙生物活性材料的制备和性能研究.中国科学院上海硅酸盐研究所博士学位论文.2005.
[3]Doremus RH.Review:Bioceramics.J Mater Sci.1992,27:830-834.
[4]Hulbert SF,Hench LL,Forbes D,Bowman LS.History of bioceramics in Surgery,Ed.P. Vincenzini,1983,Elsevier Scientific Company,Amsterdam,Netherlands.P3-25.
[5]陈晨,曹学成,桑成林,左贵来,陈琳.同种异体骨移植治疗大段骨缺损的研究进展. 现代生物医学进展.2010,22(10):4386-4388.
[6]唐膺,翁文剑.生物陶瓷的发展与应用.材料科学与工程.1994,12:63-65.
[7]王身国,杨健,蔡晴,石桂欣,贝建中.组织工程用生物材料及细胞支架研究进展.中华整形外科杂志.2000,16:328-30.
[8]Hench LL.Bioceramics:From concept to clinic.J Am Ceram Soc.1991,74:1487-510.
[9]杨志明.组织工程.(第一版).化学工业出版社.2002.
[10]李世普.生物医用材料导论(第一版).武汉工业大学出版社.2000.
[11]秦顺明,吴森斌.自体骨移植即时修复下颌骨缺损37例临床分析.南通医学院学报.1996,16(1):34.
[12]梁荣奇.自体骨移植修复下颌骨缺损63例临床评价.右江民族医学院学报.1999,21(1):85-86.
[13]毛宾尧,范大来,应忠追,房清敏.人工椎体自体骨移植治疗脊柱肿瘤.中级医刊.1996,31(1):14-15.
[14]邹学农.自体骨移植替代方法:一个古老而又年轻的话题.中国骨科临床与基础研究杂志.2009,1(1):19-22.
[15]李明东.冻干同种异体骨材料对淋巴细胞转化的影响.南方医科大学硕士学位论文.2009.
[16]Stevenson,Horrowltz M.The respense to bone allogrofts. J Bone Jonit (Am),1992,74:939.
[17]Barriga A,Diaz-de-Rada P,Barroso JL,et al.Frozen cancellous bone allografts:positive cultures of implanted grafts in posterior fusion of the spine[J].Eur Spine J,2004,13(2):152-156.
[18]McCann S,Byrne JL,Bovira M,et al.Outbreaks of infections in stem cell transplant units:a silent cause of death for patients and transplant programmes[J].Bone Marrow Transplant,2004,33(5):519-529.
[19]黄长明,王臻,童星杰等.异体骨移植治疗骨肿瘤[J].中华骨科.2000,20:406-409.
[20]姚长海,侯树勋,刘汝落等.肢体肿瘤所致病理性骨折的早期诊断与治疗[J].中华骨科杂志.1999,19:418-420.
[21]姚长海,侯树勋,刘汝落等.骨肉瘤患者延长生命保存肢体的临床研究[J].中国矫形外科杂志.1997,5:30-32.
[22]胥少汀,葛宝丰,徐印坎.实用骨科学[M].北京:人民军医出版社,1999:1651-1673.
[23]何波涌,王朝晖,成明华,彭中材,李康杰,李杰锋.深低温冷冻同种异体骨移植修复骨缺损45例.中国骨与关节损伤杂志.2009,24(2):185-186.
[24]刘雷.异种骨作为骨组织工程支架材料的免疫学及相关研究进展.免疫学杂志.2005,21(3):70-73.
[25]Joschek S,Nies B,Krotz R,et al.Chemical and physicochemical characterization of porous hydroxyapatite ceramics made of natural bone[J].Biomaterials,2000,21(16):1645-1658.
[26]郑启新,刘苏南.煅烧牛松质骨的制备、理化性能及生物相容性研究[J].生物医学工程学杂志.2005,22(1):95-98.
[27]祝天经,王欢喜,罗长斌等.异种皮质骨钉、棒、板的临床应用.临床骨科杂志.1999,3:35-37.
[28]李景峰,郑启新.异种、异体骨材料的研究进展.国际生物医学工程杂志.2008,31(4):249-253.
[29]杜瑞琳.Na、Mg、Zn、Ti掺杂58S生物活性玻璃和玻璃陶瓷的制备与性能研究.中国科学院上海硅酸盐研究所博士学位论文.2006.
[30]刘宣勇.等离子喷涂生物活性硅灰石涂层研究.中国科学院上海硅酸盐研究所博士学位论文.2002.
[26]Kokubo T.Surface chemistry of bioactive glass-ceramics.J Non-Cryst Solids 1990,120:138-151.
[32]Jacobs JJ,Skipor AK,Patterson LM,Hallab NJ,Paprosky WG,Black J,Galante JO.Metal release in patients who have had a primary total hip arthroplasty:A prospective,controlled,longitudinal study.J Bone Joint Surg Series A.1998,80:1447-1458.
[33]Okazaki Y,Gotoh E,Manabe T,Kobayashi K.Comparison of metal concentrations in rat tibia tissues with various metallic implants.Biomaterials.2004,25:5913-20.
[34]Heinmann RB.Application of plasma sprayed ceramic coatings.Key EngMater.1996,124:399-442.
[35]Hamaouche M,Meunier A,Greenspan DC,Blanchat C,Zhong JP,La Torre GP,Sedel L.Bioactive of sol-gel bioactive glass coated alumina implants.J Biomed Mater Res.2000,52:422-429.
[36]Okazaki Y,Gotoh E,Mnabae TK,obayashi K.ComParison of metal concentration sinrattibia tissues with various metallieim Plants.Biomaterials.2004,25:5913-5920.
[37]Hench LL,Splinter RJ,Allen WC,Greenlee TK.Bonding mechanism at the interface of ceramic prosthetic materials.J Biomed Mater Res Symp.1971,2:117-141.
[38]钟吉平,Hench LL.生物玻璃的研究与进展.无机材料学报.1995,10:129-138.
[39]Hench LL.Bioactive ceramics:Theory and clinical applications.Bioceramics.1994,7:13-14.
[40]Ducheyne P,Qiu Q.Bioactive ceramics:the effect of surface reactivity on bone formation and bone cell function.Biomaterials.1999,20:2287-2303.
[41]Wang M.Dveloping bioactive composite materials for tissue replacement.Biomaterials.2003,24:2133-2151.
[42]Kokubo T,Kim HM,Kawashita M.Novel bioactive materials with different mechanical properties.Biomaterials.2003,24:2161-75.
[43]Koort J,Yinen O,Hupa M,Aro HT.Biological significance of surface microroughing in bone incorporation of porous bioactive glass implants.J Biomed Mater Res.2003,67A:496-503.
[44]Kokubo T,Kushitani H,Saka S,Kitsgi T.Solutions able to reproduce in vivo surface structure changes in bioactive glass-ceramic A-W.J Biomed Mater Res 1990,24:721-729.
[45]Daculsi G,Passuti N,Matrin S,Deudon C,LeGeros RZ,Raber S.Macroporous calcium phosphate ceramic for long bone surgery in humans and dogs.J Biomed Mater Res 1990,17:769-784.
[46]Takeishi A,Hayashi H,Kamatsubara H,Yokoyama A,Kohri M.implant of calcium phosphate ceramics altering Ca/P ratio in bone.J Dent Res 1989,68:680-684.
[47]Kiverak N,Tas C.Synthesis of calcium hydroxyapaptite-tricalcium phosphate(HA-TCP)composite Bioceramic powders and their sintering behavior.J Am Ceram Soc 1998,81:2245-2252.
[48]Patel N,Best SM,Bonfiled W,Gibson IR,Hing KA,Damien E,Revell PA.A comparative study on the in vivo behavior of hydroxyapatite and silicon substituted hydroxyapatite granules.J Mater Sci:Mater Med 2002,13:1199-1206.
[49]Gibson IR,Hing KA,Best SM,Bonfield W.Enhanced in vitro cell activity and surface apatite layer formation on novel silicon-substitute hydroxyapatite.In:Ohgushi H,Hastings GW,Yoshikawa T(eds). 12th International Symposium on Ceramics in Medicine.Nara,Japan.1999.p 191-194.
[50]Porter AE,Parel N,Skepper JN,Best SM,Bonfield W.Comparison of vivo dissolution processes in hydroxyapatite and silicon-substituted hydroxyapatite bioceramics.Biomaterials 2003,24:4609-4620.
[51]Kenny SM,Buggy M.Bone cements and fillers:A review.J Mater Sci:Mater Med 2003,14:923-938.
[52]Kokubo T.Surface chemistry of bioactive glass-ceramics.J Non-Cryst Solids 1990,120:138-151.
[53]Ohura K,nakamura T,Yanmamuro T.Bioactivity of CaO.SiO2 glasses added with various ions.J Non-Cryst Solids 1992,3:95-100.
[54]Chen Q,Miyata N,Kokubo T,Nakamura T.Bioactivity and mechanical properties of PDMS-modified CaO-SiO-TiO2 hybrids prepared by sol-gel process.J Biomed Mater Res 2000,51:605-611.
[55]Hǒland W,Rheinberger V,Frank M.Mechanisms of nucleation and controlled crystallization of needle-like apatite in glass-ceramics of the SiO2-Al2O3-K2O-CaO-P2O5 system J Non-Cryst Solids 1999,253:170-177.
[56]Kim HM,Miyaji F,Kokubo T.Bioactivity of Na2O-CaO-SiO2 glasses.J Am Ceram Soc 1995,78:2405-2411.
[57]Andersson Q,Karlsson H,On the bioactivity of silicate glass.J Non-Cryst Solids 1991,129:145-151.
[58]Li P,Ohtsuki C, Kokubo T, Nakanishi K, Soga N.Apatite formation induced by silica gel in a simulated body fluid.J Am Ceram Soc 1992,75:2094-2094.
[59]Siriphannon P, Kameshima Y, Yasumori A, Okada K, Hayashi S.Influence of preparation conditions on the microstructure and bioactivity ofα-CaSiO3 ceramics:Formation of hydroxyapatite in simulated body fluid.J Biomed Mater Res 2000,52:30-39.
[60]Ohtsuki C, Kushitani H, Kokubo T.Apatite formation on the surface of Ceravital-type glass-ceramic in the body.J Biomed Mater Res 1991,25:1363-1370.
[61]李玉宝.生物医用材料.化学工业出版社.2003.p 80-122.
[62]Peltier LF. The use of plaster of Paris to fill defects in bone.Clin Orthop. 1961,21:1-31.
[63]Peltier LF.Treatment of unicameral bone cyst by curettage and packing with plaster of Paris pellets.J Bone Joint Surg.1978,70:820-822.
[64]Oesini G,Ricci J,Scarano A,Pecora G,Petrone G,Lezzi G,Piattelli A.Bone-defect healing with calcium-sulphate particles and cement:An experimental study in rabbit.J Biomed Mater Res.2004,68B:199-208.
[65]Lu J,Descaps M,Dejou J,Koubi G,Hardouin P,Lemaitre J,Prout JP.The biodegradable mechanism of calcium phosphate biomaterials in bone.J Biomed Mater Res 2002,63B:408-412.
[66]Ducheyne P,Radin S,King L.The effect of calcium phosphate ceramic composition and structure on in vitro behavior:Ⅰ.Dissolution.J Biomed Mater Res 1993,27:25-34.
[67]Wiltfang J,Merten HA,Shlegel KA,Kloss FR,Rupprecht S,Lessler P.Degradation characterization ofαand β tri-calcium-phosphate(TCP)in minipigs.J Biomed Mater Res 2002,63:115-121.
[68]Kotani S,Fujita Y,Kitsugi T,Nakamura T,Yamamuro T,Ohtsuki C,Kokubo T.Bone bonding mechanism of β-tricalcium phosphate.J Biomed Mater Res 1991,25:1303-1315.
[69]Lu JX,Gallur A,Flautre B,Anselme K,Descamps M,Thierry B.Hardonin P.Comparative study of tissue reactions to calcium phosphate ceramics among cancellous,cortical,and medullar bone sites in rabbits.J Biomed Mater Res 1998,42:357-367.
[70]Greenspan DC,Zhong JP,Wheeler D.Bioactivity and biodegradability:melt vs.sol-gel-derived bioglass in vitro and in vivo.Bioceramics,1998,11:345-348.
[71]Jones JR, Sepulveda P, Hench LL.Dose-dependent behavior of bioactive glass dissolution.J Biomed Mater Res 2002,59B:720-726.
[72]Hamadouche M, Meunier A, Greespan DC, Blanchat C, Zhong JP, Torre GPL.Long-term in vivo bioactivity and degradability of bulk sol-gel bioactive glasses.J Biomed Mater Res 2001,54:560-566.
[73]Livingston T,Ducheyne P,Garino J.In vivo evaluation of bioactive scaffold for bone tissue engineering.J Biomed Mater Res 2002,62:1-13.
[74]Laqueeiere P, Jallot E, Kilian L, Benhayoune H, Balossier G.Effects of bioactive glass particles and their ionic product on intracellular concentrations.J Biomed Mater Res 2003,65A:441-446.
[75]Rose FR,Oxeffo RO.Bone tissue engineering: hope VS hype. Biochem Biophys Res Common,2002,292:1.
[76]Hench LL,Polak JM.Third-generation biomedical materials.Science.2002,295:1014-1016.
[77]Greenspan DC, Zhong JP, Wheeler D.Bioactivity and biodegradability:melt vs. sol-gel-derived bioglass in vitro and in vivo.Bioceramics.1998;11:345-348.
[78]Jones JR, Sepulveda P, Hench LL.Dose-dependent behavior of bioactive glass dissolution.J Biomed Mater Res.2002,59B:720-726.
[79]Hamadouche M, Meunier A, Greespan DC, Blanchat C, Zhong JP, Torre GPL. Long-term in vivo bioactivity and degradability of bulk sol-gel bioactive glasses.J Biomed Mater Res.2001,54:560-566.
[80]Livingston T, Ducheyne P, Garino J.In vivo evaluation of bioactive scaffold for bone tissue engineering.J Biomed Mater Res.2002,62:1-13.
[81]Laqueeiere P, Jallot E, Kilian L, Benhayoune H, Balossier G.Effects of bioactive glass particles and their ionic product on intracellular concentrations.J Biomed Mater Res.2003,65A:441-446.
[82]Ohura K, Nakamura T, Yamamuro T, Kokubo T, Ebisawa Y, Kotoura Y, Oka M. Bone-bonding ability of P2O5-Free CaO·SiO2 glasses.J Biomed Mater Res. 1991,25:357-365.
[83]Xynos ID, Edgar AJ, Buttery LK,Hench LL, Polak JM.Gene-expression profiling of human osteoblasts following treatment with the ionic products of Bioglass 45S5 dissolution.J Biomed Mater Res.2001,55:151-157.
[84]Xynos ID, Edgar AJ, Buttery LK.Ionic products of bioactive glass dissolution increase proliferation of human osteoblasts and induce insulin-like growth factor ⅡmRNA expression and protein synthesis.Biochem Biophys Res Comm.2000,276:461-465.
[85]Gough JE,Jones JR,Hench LL.Nodule formation and mineralisation of human primary osteoblasts cultured on a porous bioactive glass scaffold.Biomaterials. 2004,25:2039-46.
[86]Silver IA,Erecinska M.Interactions of osteoblastic and other cells with bioactive
glasses and silica in vitro and in vivo.Mat–wiss u Werksofftech.2003,34:1069-1075.
[87]Silver IA, Deas J, Erecinska M.Interactions of bioactive glasses with osteoblasts
in vitro:effects of 45S5 Bioglass?,and 58S and 77S bioactive glasses on metabolism,intracellular ion concentrations and cell viability.Biomaterials. 2001,22:175-185.
[88]Valerio P,Pereira MM,Goes AM,Leite MF.The effect of ionic products from bioactive glass dissolution on osteoblast proliferation and collagen production. Biomaterials.2004,25:2941-2948.
[89]Bielby R, Christodoulou IS, Pryce RS, Radford WJP, Hench LL, Polak JM.Time-and concentration-dependent effect of dissolution products of 58S sol-gel bioactive glass on proliferation and differentiation of murine and human osteoblasts.Tiss Engin.2004,10:1018-1026.
[90]Langer R, Vancanti JP.Tissue engineering.Science, 1993, 260:920
[91]Williams D.Benefit and risk in tissue engineering.Mater Today, 2004,7:24-29.
[92]L G Griffith, G Naughton.Tissue engineering-current challenge and expanding opportunities.Science, 2002, 295:1009-1014
[93]马东洋,薛振恂,毛天球.骨组织修复材料和技术.国外医学生物医学工程分册.2004,27(1):44-48.
[94]Mironov V,Viconti RP,Markwald RR.What is regenerative medicine?Emergence of applied stem cell and developmental biology.Expert.Opin.Biol.Ther.,2004,4(6):773-781.
[95]齐莉萍,戈峰.再生研究与再生医学.生命的化学,2003,23(3):201-203.
[96]徐迎新.再生医学与外科学研究.中华实验外科杂志,2004,21(2):133-136.
[97]孙雪,奚廷斐.生物材料和再生医学的进展.中国修复重建外科杂志,2006.20(2):189-193
[98]Nyman S,Lindhe J,Gottlow J,et al.New attachment following surgical treatment of human periodontal disease[J].J Clin Periodontal, 1982, 4:290-296.
[99]Lu S,Zhang Z,Wang J,et al.Guided bone regeneration in long bone.all experimental study[J].China Med J, 1996, 109(7):551-554.
[100]Perry CR.Bone repair techniques,bone graft,bone graft substitutes[J].Clin Orthop,1999,360(1):71-86