多孔金属骨组织支架的研究进展

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摘要临床上由于创伤、肿瘤、感染、手术等所造成的骨缺损很常见，常需要植骨修复。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。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、陶瓷及高分子聚合物材料等，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。

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作者简介: 杨伽捷(1991－ )，男，医师，上海市第十人民医院关节外科，200072。

引用本文:

杨伽捷 1，2，朱裕昌 1，杨春喜 1. 多孔金属骨组织支架的研究进展[J]. 实用骨科杂志, 2018, 24(2): 148-152.

链接本文:

http://www.sygkzz.com/CN/ 或 http://www.sygkzz.com/CN/Y2018/V24/I2/148

［1］Fedorka CJ，Chen AF，Pagnotto MR，et al.Revision total knee arthroplasty with porous-coated metaphyseal sleeves provides radiographic ingrowth and stable fixation［J］.Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc，2017(12)：1-6.
［2］Costa ML，Sauvigné T，Guiol J.Morbidity of autologous bone harvesting in implantology：Literature review from 1990 to 2015［J］.Rev Stomatol Chir Maxillofac Chir Orale，2016，117(6)：388-402.
［3］Li X，Wang L，Yu X，et al.Tantalum coating on porous Ti6Al4V scaffold using chemical vapor deposition and preliminary biological evaluation［J］.Mater Sci Eng C Mater Biol Appl，2013，33(5)：2987-2994.
［4］Bose S，Vahabzadeh S，Bandyopadhyay A.Bone tissue engineering using 3D printing［J］.Materials Today，2013，16(12)：496-504.
［5］Heller M，Bauer HK，Goetze E，et al.Materials and scaffolds in medical 3D printing and bioprinting in the context of bone regeneration［J］.Int J Comput Dent，2016，19(4)：301-321.
［6］Francesco MD，Gobbato EA，Noce D，et al.Clinical and radiographic evaluation of single tantalum dental implants：a prospective pilot clinical study［J］.Oral Implantol (Rome)，2016，9(Suppl 1)：38-44.
［7］李斌，夏卿，华永新，等.多孔钽金属的骨外科应用：关节置换假体及软骨重建支架［J］.中国组织工程研究，2015，19(12)：1943-1947.
［8］Paganias CG，Tsakotos GA，Koutsostathis SD，et al.Osseous integration in porous tantalum implants［J］.Indian J Orthop，2012，46(5)：505-513.
［9］武垚森，池永龙.小梁金属(多孔钽)在骨科的应用现状［J］.中华骨科杂志，2007，27(12)：939-941.
［10］Zardiackas LD，Parsell DE，Dillon LD，et al.Structure，metallurgy，and mechanical properties of a porous tantalum foam［J］.J Biomed Mater Res，2001，58(2)：180-187.
［11］Liu H，Lin J，Roy K.Effect of 3D scaffold and dynamic culture condition on the global gene expression profile of mouse embryonic stem cells［J］.Biomaterials，2006，27(36)：5978-5989.
［12］Matthay RA，Putman CE，Gee JB，et al.Tantalum oxide and alveolar macrophage function［J］.Invest Radiol，1977，12(3)：292-294.
［13］Konan S，Duncan CP，Masri BA，et al.Porous tantalum uncemented acetabular components in revision total hip arthroplasty：a minimum ten-year clinical，radiological and quality of life outcome study［J］.Bone Joint J，2016，98 (6)：767-771.
［14］Mardones RM，Reinholz GG，Fitzsimmons JS，et al.Development of a biologic prosthetic composite for cartilage repair［J］.Tissue Eng，2005，11(910)：1368-1378.
［15］Wauthle R，Van Der Stok J，Amin Yavari S，et al.Additively manufactured porous tantalum implants［J］.Acta Biomater，2015，14：217-225.
［16］Gao Y，Ou Y，Deng Q，et al.Comparison between titanium mesh and autogenous iliac bone graft to restore vertebral height through posterior approach for the treatment of thoracic and lumbar spinal tuberculosis［J］.PLoS One，2017，12(4)：e0175567.
［17］ElHajje A，Kolos EC，Wang JK，et al.Physical and mechanical characterisation of 3D-printed porous titanium for biomedical applications［J］.J Mater Sci Mater Med，2014，25(11)：2471-2480.
［18］Xiu P，Jia Z，Lv J，et al.Tailored Surface Treatment of 3D Printed Porous Ti6Al4V by Microarc Oxidation for Enhanced Osseointegration via Optimized Bone In-Growth Patterns and Interlocked Bone／Implant Interface［J］.ACS Appl Mater Interfaces，2016，8(28)：17964-17975.
［19］Nover AB，Lee SL，Georgescu MS，et al.Porous titanium bases for osteochondral tissue engineering［J］.Acta Biomater，2015(27)：286-293.
［20］Van Bael S，Chai YC，Truscello S，et al.The effect of pore geometry on the in vitro biological behavior of human periosteum-derived cells seeded on selective laser-melted Ti6Al4V bone scaffolds［J］.Acta Biomaterialia，2012，8(7)：2824-2834.
［21］Li Y，Wong C，Xiong J，et al.Cytotoxicity of titanium and titanium alloying elements［J］.J Dent Res，2010，89(5)：493-497.
［22］Song YH，Kim MK，Park EJ，et al.Cytotoxicity of alloying elements and experimental titanium alloys by WST-1 and agar overlay tests［J］.Dent Mater，2014，30(9)：977-983.
［23］Choi BD，Jeong SJ，Lee HY，et al.The Effect of Thymosin beta4 for Osteoblast Adhesion on Titanium Surface［J］.J Nanosci Nanotechnol，2015，15(8)：5663-5667.
［24］Sekar D，Falcioni ML，Barucca G，et al.DNA damage and repair following In vitro exposure to two different forms of titanium dioxide nanoparticles on trout erythrocyte［J］.Environ Toxicol，2014，29(1)：117-127.
［25］李燕玲，王劲茗.计算机辅助设计与制作钛支架在无牙颌患者种植固定修复中的应用现状［J］.国际口腔医学杂志，2017，44(3)：344-349.
［26］Perticarini L，Zanon G，Rossi SMP，et al.Clinical and radiographic outcomes of a trabecular titanium (TM) acetabular component in hip arthroplasty：results at minimum 5 years follow-up［J］.Bmc Musculoskeletal Disorders，2015，16 (1)：375.
［27］Neurohr AJ，Dunand DC.Shape-memory NiTi with two-dimensional networks of micro-channels［J］.Acta Biomater，2011，7(4)：1862-1872.
［28］Li J，Yang H，Wang H，et al.Low elastic modulus titanium-nickel scaffolds for bone implants［J］.Mater Sci Eng C Mater Biol Appl，2014(34)：110-114.
［29］Hoffmann W，Bormann T，Rossi A，et al.Rapid prototyped porous nickel-titanium scaffolds as bone substitutes［J］.J Tissue Eng，2014(5)：2041731414540674.
［30］Yazdimamaghani M，Razavi M，Vashaee D，et al.Porous magnesium-based scaffolds for tissue engineering［J］.Mater Sci Eng C Mater Biol Appl，2017(71)：1253-1266.
［31］Cheng MQ，Wahafu T，Jiang GF，et al.A novel open-porous magnesium scaffold with controllable microstructures and properties for bone regeneration［J］.Sci Rep，2016(6)：24134.
［32］Tsai KY，Lin HY，Chen YW，et al.Laser Sintered Magnesium-Calcium Silicate／Poly-ε-Caprolactone Scaffold for Bone Tissue Engineering［J］.Materials (Basel)，2017，10(1)：65.
［33］Kim KJ，Choi S，Sang Cho Y，et al.Magnesium ions enhance infiltration of osteoblasts in scaffolds via increasing cell motility［J］.J Mater Sci Mater Med，2017，28(6)：96.
［34］Zou J，Shi Z，Xu H，et al.In vitro studies on the degradability，bioactivity，and cell differentiation of PRP／AZ31B Mg alloys composite scaffold［J］.Biomed Res Int，2017(2017)：5763173.
［35］Li X，Liu X，Wu S，et al.Design of magnesium alloys with controllable degradation for biomedical implants：From bulk to surface［J］.Acta Biomater，2016(45)：2-30.
［36］Dewidar M，Mohamed HF，Lim JK.A new approach for manufacturing a high porosity Ti-6Al-4V scaffolds for biomedical applications［J］.材料科学技术(英文版)，2008，24(6)：931-935.
［37］张宇鹏，钟志源，张新平.造孔剂法制备孔隙率可控的多孔镍钛合金(英文)［J］.材料科学与工程学报，2007，25(6)：938-942.
［38］Arifvianto B，Leeflang MA，Zhou J.Diametral compression behavior of biomedical titanium scaffolds with open，interconnected pores prepared with the space holder method［J］.J Mech Behav Biomed Mater，2017(68)：144-154.
［39］Zhang M，Wang GL，Zhang HF，et al.Repair of segmental long bone defect in a rabbit radius nonunion model：comparison of cylindrical porous titanium and hydroxyapatite scaffolds［J］.Artif Organs，2014，38(6)：493-502.
［40］Hong S，Sycks D，Chan HF，et al.3D printing of highly stretchable and tough hydrogels into complex，cellularized structures［J］.Adv Mater，2015，27(27)：4035-4040.
［41］吴天琦，杨春喜.可用于骨修复的3D打印多孔支架研究进展［J］.中国修复重建外科杂志，2016，30(4)：509-513.
［42］Ryan GE，Pandit AS，Apatsidis DP.Porous titanium scaffolds fabricated using a rapid prototyping and powder metallurgy technique［J］.Biomaterials，2008，29(27)：3625-3635.
［43］Li JP，De Wijn JR，Van Blitterswijk CA，et al.Porous Ti6Al4V scaffold directly fabricating by rapid prototyping：Preparation and in vitro experiment［J］.Biomaterials，2006，27(8)：1223-1235.
［44］Butscher A，Bohner M，Hofmann S，et al.Structural and material approaches to bone tissue engineering in powder-based three-dimensional printing［J］.Acta Biomaterialia，2011，7(3)：907-920.
［45］Spetzger U，Frasca M，Konig SA.Surgical planning，manufacturing and implantation of an individualized cervical fusion titanium cage using patient-specific data［J］.Eur Spine J，2016，25(7)：2239-2246.
［46］郑扬，李危石，刘忠军.骨组织3D 打印：骨再生的未来［J］.北京大学学报医学版，2015，47(2)：203-206.
［47］Do AV，Khorsand B，Geary SM，et al.3D Printing of Scaffolds for Tissue Regeneration Applications［J］.Adv Healthc Mater，2015，4(12)：1742-1762.