同種異體骨與人工骨的比較

在目前的中國(guó)骨科臨床中，同種異體骨與人工骨均廣泛用于骨缺損的填充和置換當(dāng)中。下面我們來(lái)簡(jiǎn)單的介紹從兩種材料的發(fā)展過(guò)程、工藝與應(yīng)用以及優(yōu)缺點(diǎn)來(lái)了解一下兩種材料。

一、兩種材料的發(fā)展過(guò)程

1.1、人工骨的發(fā)展

        人工骨在骨科臨床上的使用時(shí)間比較長(zhǎng)，早在七八十年代已在臨床上應(yīng)用，到九十年代其應(yīng)用已經(jīng)較為廣泛。在骨科領(lǐng)域,中主要用于嚴(yán)重創(chuàng)傷、骨腫瘤、骨髓炎等多種原因所致的骨缺損填充。最早使用的為一些天然的鈣化物，如：珊瑚骨，后來(lái)又出現(xiàn)了硫酸鈣、磷酸鈣、羥基磷灰石結(jié)晶等多種通過(guò)以煅燒為主要方式制備而成的材料。無(wú)論通過(guò)何種方法來(lái)進(jìn)行合成，截至目前為止也沒(méi)有辦法達(dá)到與人體骨骼完全相同的組成成分與結(jié)構(gòu)構(gòu)造。

1.2、同種異體骨的發(fā)展

       同種異體骨起源于二戰(zhàn)時(shí)期的美國(guó)，用于士兵骨缺損的治療。在中國(guó)國(guó)內(nèi)由于技術(shù)和倫理等方面的原因一直沒(méi)有被使用，直到九十年代末，中國(guó)市場(chǎng)上才出現(xiàn)了同種異體骨材料，進(jìn)入二千年后才逐步推廣使用起來(lái)。該植骨材料本身源于人體骨骼，所以使用效果要明顯優(yōu)于人工骨，是完全可以替代人工骨的一款新產(chǎn)品，也越來(lái)越多的受到骨科臨床的重視，目前對(duì)同種異體骨的研究已經(jīng)遠(yuǎn)多于人工骨。

二、兩種材料的工藝與應(yīng)用

     2.1、人工骨的工藝與應(yīng)用

             人工骨的應(yīng)用在國(guó)內(nèi)比較早，材料的種類也較為繁雜。下面介紹幾種市場(chǎng)上較為常見(jiàn)的人工骨。

2.1.1、珊瑚骨

最早應(yīng)用在臨床上的為珊瑚骨，其主要組成成分為碳酸鈣，天然的網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)較利于骨細(xì)胞的生長(zhǎng)。原材料來(lái)源很廣泛，生產(chǎn)工藝也較為簡(jiǎn)單。主要是通過(guò)切割成型、清洗消毒、礦化 處理、風(fēng)干、滅活等步驟即可使用。

由于其脆性較強(qiáng)，生物力學(xué)性能差，在臨床主要用于骨缺損的填充。由于珊瑚蟲(chóng)死亡鈣化與人體骨細(xì)胞鈣化區(qū)別較大，在臨床使用后過(guò)度吸收的現(xiàn)象較為普遍，嚴(yán)重影響了治療效果，尤其是在較大體積的填充時(shí)極易出現(xiàn)治療失敗的情況。目前已經(jīng)很少使用該材料了。

2.1.2、磷酸鈣

           磷酸鈣最早應(yīng)用在口腔科，后經(jīng)過(guò)燒制可得到具有一定強(qiáng)度的磷酸鈣小塊，并且人體骨骼的主要組成部分之一也是磷酸鈣，所以磷酸鈣逐漸使用在骨科臨床上。其原材料來(lái)源廣泛，且使用效果也優(yōu)于珊瑚骨。單純磷酸鈣人工骨的生產(chǎn)主要是通過(guò)天然的鈣礦石，在經(jīng)過(guò)粉碎、化學(xué)溶解提純、合成等工序得到磷酸鈣粉末，在通過(guò)燒制的方法等到塊狀的磷酸鈣，最后通過(guò)必要的滅菌等工序即可應(yīng)用于臨床。

          由于單純的磷酸鈣是燒制而成，通常凝結(jié)成型的塊狀較小，多以骨粒、骨粉的形態(tài)出現(xiàn)。其脆性極強(qiáng)，生物力學(xué)性能也極差，所以只能用于骨缺損的填充，且不利于用在大體積 的骨缺損填充上。在臨床使用后通過(guò)光片觀察，其吸收速度較慢，愈合周期較長(zhǎng)，但一般不會(huì)出現(xiàn)過(guò)度吸收的現(xiàn)象。

     2.1.3、羥基磷灰石復(fù)合人工骨

             羥基磷灰石復(fù)合人工骨是目前臨床上主流使用的人工骨，也是通過(guò)仿造人骨的成分產(chǎn)生的一種產(chǎn)品。人體骨骼的主要成分為羥基磷灰石，同時(shí)還含有多種無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)成分。此種人工骨在確定人體骨骼的主要成分后加入了一定的有機(jī)成分（一般情況下為骨膠），這樣就有效的解決了人工骨的生物力學(xué)性能。由于羥基磷灰石復(fù)合人工骨的組成成分較多，目前市場(chǎng)上生產(chǎn)此種人工骨 的生產(chǎn)企業(yè)所使用的配方也有所不同（即羥基磷灰石和骨膠或別的有機(jī)膠類的比例，但相差不會(huì)太多），生產(chǎn)工藝也有所不同，但均是采用化學(xué)合成的方法獲得的。

           在臨床的使用中，其很好的解決了材料的力學(xué)強(qiáng)度，可以用于有一定力學(xué)支撐要求的部分，增加了其應(yīng)用范圍。同時(shí)與人體骨骼的成分較為相似，從理論上來(lái)說(shuō)應(yīng)該較容易被人體吸收。但在臨床的使用中還是存在一定的問(wèn)題，由于人體骨骼松質(zhì)骨部分具有天然的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。而此種復(fù)合型人工骨很難做到，其自身的密度也很難調(diào)節(jié)。如果密度過(guò)高，在植入后吸收緩慢使得愈合周期變長(zhǎng)，若密度過(guò)低，很容易出現(xiàn)吸收過(guò)快的現(xiàn)象。且此種人工骨不易做到密度均勻，所以市場(chǎng)上的人工多以小塊的形式出現(xiàn)，這樣就可以在一定程度上避免因?yàn)槊芏炔痪鶆蚨鴰?lái)的弊端。

     2.2、同種異體骨

          同種異體骨，即相同種類，不同個(gè)體。此種植骨材料在原材料上完全異與人工，完全是使用人類的骨骼制作而成。無(wú)論是材料成分、組成結(jié)構(gòu)都與植骨手術(shù)的“金標(biāo)準(zhǔn)”材料自體骨相同。但受到來(lái)源和技術(shù)的限制，在近十幾年內(nèi)才逐步走進(jìn)成熟。目前在國(guó)內(nèi)也只有十家生產(chǎn)企業(yè)，且生產(chǎn)工藝也均不相同。由于人體骨骼組成成分較多，且其中含有的組織成分也較多。生產(chǎn)的主要工藝思路均為切割成型、清洗、脫蛋白處理、冷凍干燥以及輻照滅菌。

         在臨床的應(yīng)用中，同種異體骨完全優(yōu)于任何一種人工骨，與人體骨骼完全相同的成分、完全相同的結(jié)構(gòu)以及相同的生物力學(xué)強(qiáng)度。可以說(shuō)在植入人體后骨細(xì)胞的生張速度與同種異體骨的吸收速度基本同步，這也是任何一種人工骨所做不到的。但不能說(shuō)同種異體骨沒(méi)有缺點(diǎn)，由于免疫學(xué)的研究，同種異體骨存在一定的免疫排斥反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。而在現(xiàn)在較為成熟的脫除免疫原性的工藝下，可以說(shuō)一般用于填充的小塊同種異體骨，出現(xiàn)免疫排斥反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)極小，在做大段骨置換和大量填充的時(shí)其發(fā)生免疫排斥反應(yīng)的概率也極低。

三、兩種材料的優(yōu)缺點(diǎn)

      為了更簡(jiǎn)明的對(duì)兩種材料進(jìn)行對(duì)比，我們以表格的形式對(duì)兩種材料的主要性能進(jìn)行對(duì)比（由于人工骨種類較多，性能不一我們選用最主流的羥基磷灰石復(fù)合型人工骨來(lái)進(jìn)行對(duì)比）。

四、總結(jié)

      我們已經(jīng)系統(tǒng)的分析兩種材料，兩種材料均在臨床上廣泛應(yīng)用。但從綜合的角度來(lái)看，無(wú)論是材料的成分、組成結(jié)構(gòu)、生物力學(xué)性能還是對(duì)骨細(xì)胞的誘導(dǎo)作用，同種異體骨是遠(yuǎn)優(yōu)于人工骨的。在兩者價(jià)格相當(dāng)?shù)那闆r下應(yīng)首選同種異體骨。在今后的骨科發(fā)展中同種異體骨代替人工骨也是必然的趨勢(shì)。