骨科医用粘合剂的研究进展.doc

1骨科医用粘合剂的研究进展【关键词】 骨科；医用粘合剂；骨水泥；混合剂人类应用医用粘合剂历史悠久，近几十年来为降低手术的复杂程度，医用胶粘剂获得了飞速发展和广泛应用在外科手术中，医用胶粘剂用于某些器官和组织的局部粘合和修补；手术后缝合处微血管渗血的制止；妇科用来粘堵输卵管完成结扎；齿科用于牙齿的修补；骨科手术中骨骼、关节的结合与定位骨骼用胶粘剂要求有良好的生物相容性，可降解性，无脏毒性及细胞毒性，无致癌致畸作用,且在常温常压下可以实现快速粘合，不影响骨痂生长，在一定时间内可降解，具有良好的粘合强度及持久性以保证骨折愈合现就骨科各种粘合剂的应用综述如下1.α 氰基丙烯酸酯类α 氰基丙烯酸酯类是一类瞬时胶粘剂，可常温固化，具有较好的组织相容性、固化速度快、强度高，且有一定的抑菌作用、使用方便，主要作为止血剂和组织粘接剂应用于诸多医疗领域，取得了显著的临床效果 在压缩载荷下，通过对 α 氰基丙烯酸正辛酯胶粘接人胫骨中段蝶形骨折的力学分析证明［1］，用其粘接胫骨碎块可以显著提高抗压缩强度胶体断裂前可承受的压缩载荷可以满足人体生理及临床骨折碎块固定的要求韩友臣［2］用主要成分为 α 氰基丙烯酸正辛酯的EC 胶对 72 例患者粉碎性骨折骨片固定，术后骨折对位满意。

随访 1 年半，无发生骨折端感染及其它毒副反应，愈合良好潘哲尔等［3］应用 EC 胶结合普迪思缝线(PDSⅡ)治疗髌骨严重粉碎性骨折 40 例，随访 8～14 个月，术后 X 光片示骨折部位达到解剖复位，关节面平整骨折部位全部愈合，平均愈合时间 8.5 周认为2应用 EC 胶治疗粉碎性骨折，是一种较好的方法虽然 α 氰基丙烯酸酯粘合剂在粘接速度快、粘接强度大这二方面极佳，但其固化过程是一个放热反应，产生的热量对周围相邻组织有热烧伤作用；固化物过硬，粘接剂多聚体的粗糙表面对周围软组织反复磨损可造成机械损伤；创面止血不完全，而且固化的聚合物水解产生的甲醛具有毒性等缺点［4］，在一定程度上限制了它在骨科的应用因而，探索改进 α 氰基丙烯酸酯粘合剂性能具有重要的现实意义2.骨水泥类粘合剂(1)骨水泥骨水泥化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯（polymethylmethacrylate PMMA)，多用于骨组织与金属或高分子聚合物制造的人工器官、各种关节的粘接，也用于骨转移性肿瘤病理性骨折的填充固定黄迅［5］采用中心粘接法治疗桡骨头骨折，平均随访两年，经拍片未发现桡骨头缺血坏死或骨折不愈合由于骨水泥很难吸收，可在骨折断端间产生屏障影响骨折愈合而很少用于骨折块的粘接固定。

并具有产热损伤血管、形成气栓、心脏有抑制作用及血压下降等副作用［6，7］因此人们研制生物活性好的骨水泥，逐步取代 PMMA 骨水泥 (2)磷酸钙系骨水泥磷酸钙骨水泥(calcium phosphate cement，CPC)作为一种新型的骨组织修复和替代材料，具有良好的生物相容性和骨传导性、生物安全性、能任意塑形、在固化过程中的等温性，已成为临床组织修复领域研究和应用的热点之一骆华松等［8］研究发现 CPC 的弹性模量为 30 MPa 左右，介于松质骨和密质骨之间，对伴有骨缺损的桡骨远端骨折具有良好的固定效果但常规 CPC 存在脆性大、抗水溶性3(血溶性)差、力学性能不足、降解缓慢等缺点，限制了其在临床上的广泛应用，而复合型 CPC 将有利于改善它的性能3)磷酸镁骨水泥磷酸镁骨水泥(MPC)也具有良好的性能吴子征等［16］用 MPC 粘接固定家兔胫骨平台骨折，6 周后实验组都获得稳定的骨折愈合，没有发现骨折错位及延迟愈合，MPC 骨水泥逐渐被吸收，对体内电解质无明显影响，其对骨折的治疗和钢板固定组达到同样的治疗效果，通过对标本的组织学检查发现其粘接机理为镶嵌固定，并通过溶解而逐步降解，认为 MPC 骨水泥具有一定的粘接强度，能降解，对体内电解质干扰小，可以用于骨折的粘接固定。

3.复合型粘合剂(1)复合促凝剂Bohner［9］向 α 磷酸三钙中加入硫酸钙(CSD)，结果发现明显地缩短骨水泥的固化时间，认为 CSD 快速释放 Ca 元素，促进了水合反应的进行研究表明有机酸类物质如聚丙烯酸等也有促凝作用，机理大都表现为同 CPC 中的碱性物质发生酸碱中和反应，并加快凝固形成水凝胶2)复合抗水(血)溶剂常规骨水泥混合后的糊剂立即与液体接触后容易被侵蚀而溃散，必须要等其初步固化后方可使用，因而临床应用受限制lshikawa 等［10］在快速凝固型 CPC基础上进一步改善抗水性能，他们在固化液中加入一定量的海藻酸钠，结果发现4混合后立即放入水中不会溃散，并能正常固化其机理可能是它能够与钙离子形成不溶于水的海藻酸钙水凝胶，后者能有效地阻止调和物被水浸蚀而溃散3)复合增强剂Lin 等［11］发现多肽共聚物胶粒复合 CPC 后，其抗压强度、抗折强度都较单纯 CPC 的强，认为是因为多肽共聚物有很多的亲水侧链、孔壳胶粒能加强 CPC的强度Wang 等［12］则认为可注射性 CPC 加入 8wt％ 的 p 硅酸二钙后能显著提高其抗压强度 26.5～47.5MPa，而不影响 CPC 的生物降解性、固化时间、可注射性及 CPC 的微观结构。

4)复合增塑剂CPC 的增塑剂一般为多糖、多元醇及其衍生物、多羟基的蛋白质等物质，能改善骨水泥的流动性和可操作性Roemhildt 等［13］在磷酸钙骨水泥中加入铝酸钙，发现流动性、可塑性大大提高Xu 等［14］研究表明水溶性甘露醇的加入大大改善了骨水泥的流动性，而且这种可注射性 CPC 的抗弯曲强度与骨松质相当 (5)复合生物活性因子生物活性因子由于具有良好的骨诱导能力，能够提高造骨细胞活性，促进成骨及成软骨作用，因而被广泛地用于改进 CPC 的成骨能力Bigi 等［15］取羊的成骨细胞，培养在复合了胶原的 CPC 支架材料上，结果表明复合材料能提高成骨细胞的活性，并且能有效的刺激碱性磷酸酶的活性，促进 I 型胶原、降钙素的产生4.血纤维蛋白类5纤维蛋白胶(FS)是以纤维蛋白原及凝血酶为主要成分具有生物相容性、可塑性良好，具有一定的弹性和黏附能力，易被组织吸收，无细胞毒性，制备方便等优点纤维蛋白粘合软骨可以加快血管及骨的生成，但由于抗拉力小,其仅适于手指小块关节软骨骨折，尤其复位后稳定的关节软骨骨折纤维蛋白胶还作支架材料，多复合其他材料如骨髓基质干细胞、羟基磷灰石、BMP 等来治疗骨缺损。

研究［17］表明,HA FS 复合人工骨作为骨修复材料,具有良好组织相容性和较理想的操作性能但该胶也存在不足：①出血量多时容易从组织中游离出来；②粘接强度过小；③因是血液制剂，有可能引起病毒感染； ④一周左右便可被吸收，不能长期有效固定骨折因此对于 FS 改性的研究有利于减少临床上应用的不足研究表明添加抑酞酶液作为多价蛋白质分解酶阻碍剂可使血纤维蛋白分解酶的早期溶解受到阻碍［18］从动物组织中提取的“环保”型纤维蛋白胶,可降低病毒感染的风险5.海藻酸钠混合胶海藻酸钠混合胶是以海藻酸钠胶为主体材料，改性后加入增粘剂、固化剂形成的混合胶海藻酸钠与钙离子发生离子交换，即形成不溶于水的海藻酸钙纤维海藻酸钙具有一定的缓释性和胶粘性研究证实海藻酸钙生物相容性好，是一种有临床应用前景的骨移植材料［19］海藻酸钠胶用于粘接固定骨块后，通过与氯化钙溶液反应在其表面形成藻酸钙膜，可起到固定、防水和引导成骨的作用郑江等［20］研究表明海藻酸钠是较有潜力的天然骨骼黏合剂，海藻酸钠混合胶生物相容性好，无明显毒副作用及延缓骨折愈合作用，可有效固定一定大小的骨碎块目前利用植物中提取的生物胶用于骨折块固定治疗的报道较少，有待进一步研究。

综上所述，目前常用的粘合剂各有其优缺点，化学性粘合剂虽粘合力较强，但体6内极难吸收,多有一定的毒副作用；蛋白性粘合剂可能引起强烈的过敏和免疫反应或感染病毒，粘合力太小难于粘接固定骨块，对于骨组织复杂的结构单纯一种材料很难符合骨组织修复需要采用特定的加工技术，将不同类生物材料复合，研制出力学性能、化学性质、物理结构等方面类似于自体骨组织性质的生物材料，对于粉碎性骨折和骨缺损的治疗，具有一定的临床意义及研究价值参考文献】［1］吕波，屠重棋，裴福兴，等.压缩载荷下医用硬组织粘接胶粘接胫骨中段蝶形骨折的应力分布［J］.华西医学，2004，19(1)：28-29.［2］韩友臣.EC 医用胶在骨科的应用［J］.中华现代临床医学杂志，2003，1(7)：601． ［3］潘哲尔，叶澄宇，陈 雷，等.医用耳脑胶结合普迪思缝线(PDSⅡ)治疗髌骨严重粉碎性骨折［J］.临床研究，2006，11(2)：105-106.［4］孙 赓.α 氰基丙烯酸酯的组织毒性［J］.中华医学写作杂志，2004，11(10)：868-871.［5］ 黄 迅，查茂盛.骨水泥中心粘度接法治疗桡骨头骨折［J］.自贡医药，1995，17(2)：5-6.［6］徐 华.骨水泥严重毒性反应 1 例［J］.创伤外科杂志，2008，10（3）：218.［7］徐 澄.骨科麻醉学［M］.天津:天津科学技术出版社，2001，121-122．［8］骆华松，徐永清，曾立军，等.磷酸钙骨水泥固定桡骨远端骨折的生物力学研究［J］.中国矫形外科杂志，2008，16（14）：1088-1090．7［9］Bohecr M.New hydraulic cements based on alpha tricalcium phosphate calcium sulfatedihydrate mixtures［J］.Biomaterials，2004，4：741-749．［10］lshikawa K，Miyamoto Y，Takechi M.Non decay type fast settingea leium phosphate cement：hydmxyapatite putty containing an increased amount of sodium alginant［J］.Journal of Biomedical Materials Research，1997，3：393-399.［11］Lin J，Zhang s，Chen T，et al.Calcium phosphate cement reinforced by polypeptidecopolymers［J］.J Biomed Mater Res B Appl Biomater，2006，2:432-439.［12］Wang X，Ye J，Wang Y，et al.Self setting properties of a beta dicalciam silicate reinforcedealeium phosphate cement［J］.J Biomed Mater Res B Appl Biomater，2006,31:134-139.［13］Roemhildt ML，Wagner SD，McGee TD.Characterization of a novel calcium phosphateeompo site bone cement：flow，setting，and agingproperties［J］.J Mater Sei Mater Med，2006，11：l127-1132.［14］Xu HH，Weir MD，Burgnera EF，et al.Injectable and macmpomus calcium phosphate cement scaffold［J］.Biomaterials，2006，24：4279-4287.［15］Bigi A，Panzavoha S．Sturba L，et al.Normal and osteopenic bone derived osteoblast response to a biomimetic gelatin calcium phosph。