生物降解性骨内固定夹板行颧弓骨折内固定的实验研究

作者:赵宗林 胡开进 郑 谦 黄亦凡 魏世成 刘 磊  文章来源:实用口腔医学杂志 

2008-3-19 15:48:02         【博客】 【论坛】 【投稿】 【打印】 【关闭

3 讨 论
3.1 可降解材料与维持骨折固定强度的关系 理想的骨折内固定材料应当具备两个条件,一是必须具有足够的机械强度,以保证骨折段在愈合过程中相对稳定,二是内固定装置随着骨折的愈合,逐渐丧失其强度,以避免其应力遮挡作用(stress-protection)而致延迟性骨愈合,甚至不愈合〔1〕。金属夹固定物由于其强度和刚度远远大于骨质,不能在骨折修复后,把力转移到骨质上。正常情况下,松质骨骨折多在3~5周内修复,6周内坚固愈合,所以又要求内固定材料至少在3周内能维持足够的强度以保证骨折的正常愈合。王立〔2〕、林献章〔3〕等人研究表明,PDLLA内固定材料骨内植入8周后,其相对分子质量降解、弯曲和剪切强度维持都是50%,随后PDLLA强度继续下降,24周时,弯曲强度和剪切强度低于或等于骨强度,开始将材料所受应力转移到松质骨上。本文实验发现,狗颧弓骨折用PDLLA夹板固定后,无一例出现颧弓塌陷,能在功能状态下达到理想的愈合。其愈合速度与微型钢板内固定相似。术后4周PDLLA夹板脆性增大,随内固定时间延长,PDLLA逐渐降解,有部份材料呈微小颗粒渗透到周围组织中,夹板脆性进一步增大,骨折后7月,夹板崩解,应力遮挡作用完全消失。
3.2 PDLLA的体内降解 PDLLA在体内经非特异水解脱酯后生成L-乳酸单体,后者进入三羧酸循环,最终生成CO2和H2O,经皮肤、肾、肺排除〔4〕。生物降解材料在体内留存时间与所用材料的初始分子质量、化学构型、材料的物理性状、植入区承受负荷及血流量等有关〔1,4~6〕。一般认为DL型PLA较L型降解吸收快,初始相对分子质量越大,降解吸收越慢。在负荷部位PLLA的机械强度明显强于非负荷部位。本实验发现PDLLA材料在术后已有降解成小微粒的晶体渗入周围纤维组织内,术后1月PDLLA材料的重量无明显改变,术后7月重量减少75%左右,估计该材料在体内完全降解的时间在1年以上。
3.3 PDLLA对骨折愈合的影响 PDLLA植入后,早期引起附近组织的轻度炎性反应,随植入时间延长,材料被纤维被囊紧密包裹,这种反应特征与其它种类高分子材料及金属材料引起的组织学变化相似〔7〕,是体内细胞对异物的正常生理反应。当PDLLA裂解后,纤维组织及毛细血管长入,并逐渐替代PDLLA,说明PDLLA有很好的组织相容性。但生物降解材料在降解过程中, 其化学结构成份发生变化是否影响骨折的愈合过程?徐又佳等人〔8〕认为材料降解时,骨折愈合进程较慢,但成骨过程活动正常,骨细胞形态、结构无退变表现。本实验发现,用PDLLA内固定系统固定颧骨骨折,术后4周,骨折间隙内及其周围已有疏松骨痂形成,术后8周骨折已达到临床愈合,12周以后组织切片见骨折已有骨小梁连接,28周后, 骨折线消失,组织学切片见骨小梁数目增多,排列规则,证明PDLLA内固定系统对骨折愈合过程并无影响。
3.4 PDLLA应用前景 生物可吸收材料由于能在体内降解,克服了骨折治疗中传统内固定需二次手术取出内固定物的最大弊端,因而愈来愈受到国内外学者的青睐。国内外用于骨折内固定的可吸收材料多为PLLA,多用于动物实验研究〔1~6,8〕,临床应用较少〔9,10〕。与PLLA材料比较,PDLLA材料具有加工性能良好、体内的降解速度较快、不会出现异物反应等优点。国外也曾研制过PDLLA,但合成的相对分子质量较低,刚性不足难以维持骨折的稳定性。本实验所用的PDLLA,属超高分子的聚乳酸材料。可以预见,PDLLA夹板是一类很有应用价值的、理想的骨内固定材料。今后本领域的研究重点是制备更高相对分子质量的PDLLA,采用自身增强(self-reinforced)技术提高材料的机械性能,使PDLLA固定材料不但能用于小负荷骨骨折内固定,同时也能胜任承重骨骨折的内固定。

作者单位:成都军区总医院口腔科 (赵宗林 胡开进 黄亦凡)
     华西医科大学口腔医学院 (郑谦 魏世成 刘磊)

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责任编辑:姚红祥  

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