新的内植入材料简介

高强度合金

为了解决某些特定的问题，如在极端的高机械负荷下避免内植物断裂，许多新的材料受到开发研究。为了增加强度，可在钛材料中加人新成分（如钒），形成新的合金，但其生物兼容性比镍差。钛合金非常良好的抗腐蚀性，部分补偿了这个潜在的缺点。对于内植物材料的选择取决于是优先考虑力学优势还是生物耐受性。Ti-15Mo是一种相对较新的合金，由于其具有良好的缺口敏感性和对抗弯曲应力的特性，使其为进一步改进内植物的设计提供机会，如下颌骨钢板和手部钢板。

形态忆合金

具有形态记忆功能的合金，是具有很强吸引力的研究领域。然而，目前所能得到的形态记忆合金，由于存在一系列问题尚未得到广泛应用：记忆效果必须有可靠的可诱导性。其产生的应变力的大小必须具有可控制性。材料必须能够具备良好的可加工性。与其优点相比，其成本必须适当。必须具有良好的生物兼容性。当需要进行内固定取出时，其形态记忆过程必须是可逆的。现今，形态记忆合金材料大多非常坚硬，难以加工。它们的作用更类似于全或无机制，且成本较高。镍钛合金是一种可能对骨质疏松骨折具有治疗价值的形态记忆合金，可产生复杂的形态，为弹性模量低、刚度低的多孔泡沫材料，可促使骨组织生长。含有镍-cpTi粉末的镍钛合金泡沫材料具有相互连接的小孔，其孔隙率40%~80%，弹性模量和软骨下骨相似。由于其可预先塑形，在未来有可能成为一种重要的材料，但必须评估其产生磨损颗粒的程度，因为其构成50%为镍。其可能的作用是泡沫在骨质疏松的骨骼中作为坚实的海绵把持螺钉。

涂层

内植物松弛和针道感染是使用外固定架时未能完全解决的问题。使用羟基磷灰石（HA)或磷酸三钙涂层，促进软组织长入处于稳定状态的接触面，也许能够改善软组织的整合作用。使用轻基憐灰石涂层的钢针，能与活性骨组织产生紧密连接，并降低针道感染的发生率，其机制可能使软组织长人内植物-软组织-空气接触面。这种生物陶瓷材料具有良好的生物兼容性，无全身毒性，降解率低，且可能与骨组织发生化学连接。然而，羟基磷灰石的使用受到其本身特性的限制，如与内植物表面的黏附强度差，刚度高，在涂层（10？60imm厚）内的内聚力低。这些因素使其容易从内植物表面脱离^

聚合材料内植物

(一）生物降解性聚合材料内植物

在许多情况下，推荐在骨折愈合后取出内植物。生物降解材料，在置人体内一段时间后，会以其副产品如水和二氧化碳的形式为机体所吸收，而最终又通过正常的新陈代谢从体内排出。聚交酯和聚亚安酯类具有一定的组织耐受性。由于此类材料的机械强度有限，因此其内植物多用于负荷较低且内植物难以取出的部位。这类内植物使用的例子有：可吸收针固定关节表面的软骨或骨软骨缺损，作为缝合描使用，或可吸收钢板和螺钉用于治疗颌面骨折，包括眶部骨折和颅骨骨折。可吸收膜也试用于骨质缺损的治疗。它们还被试用于作为释放成骨物质的载体以促进骨折愈合。如果怀疑有感染存在时，可吸收内植物的使用必须格外谨慎，因为可吸收材料对抗感染的能力要差于金属内植物。

(二)非生物降解怍聚合材料内植物

聚芳醚酮聚合物包括PEEK和PEKK热塑性塑料。此类物质被认为和骨组织有较好的生物兼容性，并可通过许多方法包括蒸汽进行消毒。但是当其暴露在射线中会损失5%的强度。它们可透X线，没有磁性，因此不会被MRI加热，不会对MRI图像产生干扰。它们不会像金属一样受到腐蚀，但需要注意其有泄漏原始成分的可能（柔软剂、促进剂、单体组合物和溶剂）。PEEK的拉伸强度为90~100MPa，但可通过碳增强得到提高。然而这也可能引发一些新的问题，如内植物破裂，磨损后微纤维的释放，纤维和多聚物结合键的强度会逐渐降低。有时会加人硫酸钡作为X线显像的对照剂。这些材料有很高的化学惰性，对机体周围环境的抵抗力强，但由于其疏水性，如果没有涂层或进行表面加工，则无法与骨组织进行整合。这种多聚物材料目前主要是制作脊柱填料钢板用于腰椎体融合。

骨缺损填充的方法和材料

骨科医生在临床工作中常需要对骨缺损进行治疗，造成骨缺损的原因有创伤、感染和（或)缺血。骨替代治疗可以在缺损的当时进行，也可以间隔一段时间使需要进行骨替代的部位得到充分准备后进行。骨移植的金标准仍然是自体骨松质和骨皮质移植，可以是游离骨块***移植或带血管骨移植。虽然自体骨移植效果优于其他任何替代物，但其骨量有限且取骨部位常伴有疼痛。为了能够最大限度地利用自体骨松质，移植骨可用不同类型的可吸收膜进行保护。

人工填充材料替代骨组织

这些替代物似乎很有吸引力。然而它们必须同时具备可靠的机械强度，对骨折愈合的干扰小，有骨传导和（或）骨诱导作用吸收的过程不影响骨折愈合，不会降低局部的抗感染能力。

最常用于填充骨缺损的人工材料为磷酸钙化合物，包括羟基磷灰石、P磷酸三钙（P-TCP)及羟基磷灰石复合物（双相磷酸钙BCP)。这些材料具有卓越的骨传导能力。但是它们非常脆弱，因此应限制在低负荷或无负荷条件下使用。羟基磷灰石的吸收时间常达数十年，因此羟基磷灰石被认为是不可吸收的。溶解性与骨组织矿质成分的溶解性十分相近。因此，p-TCP颗粒或小块于体内1~2年时间可吸收。P-TCP通过破骨作用被降解，其过程与死骨的吸收一样。BCP的生物活性介于羟基磷灰石和-TCP之间，其降解的速度取决于两者的比例：随着(3-TCP成分的增加，其速度加快。

注射性骨代替品，如所谓的CaP水泥，具有很好的操作性，其机械力学稳定，而且非常的多孔疏松。但是由于其平均孔径过小，使细胞无法移行到材料内部。此外，CaP水泥的吸收是一层一层而非均匀的。