清华人工骨：成人颅骨修补首选ppt课件

1、清华大学安康产业系列研讨新成果清华大学安康产业系列研讨新成果国家级国家级 杂志专家引荐杂志专家引荐;清华人工骨：成人清华人工骨：成人颅骨修补首选！颅骨修补首选！-矿化胶原人工骨矿化胶原人工骨修复资料及其在颅修复资料及其在颅骨修复中的运用骨修复中的运用1. 清华大学玉泉医院神经外科清华大学玉泉医院神经外科2. 清华大学资料学院清华大学资料学院3. 北京奥精医药科技北京奥精医药科技;n 方案一，钛网修补方案一，钛网修补n 优点：板材薄，质地轻，硬度高，价钱较低优点：板材薄，质地轻，硬度高，价钱较低n 缺陷：缺陷： n 儿童颅骨处于发育阶段，颅骨会不断增长发生变化，金属资料无法与儿童颅骨处于发育阶段

2、，颅骨会不断增长发生变化，金属资料无法与组织交融生长，会呵斥颅骨不对称影响美观，影响大脑发育，不适宜组织交融生长，会呵斥颅骨不对称影响美观，影响大脑发育，不适宜儿童。儿童。n 金属资料，筛孔状，薄，无法重建正常颅骨板障和内板，为颅骨不完金属资料，筛孔状，薄，无法重建正常颅骨板障和内板，为颅骨不完全性修复，直接接触脑组织，对外界冷、热、电、磁、声变化敏感，全性修复，直接接触脑组织，对外界冷、热、电、磁、声变化敏感，脑维护欠佳。脑维护欠佳。;n 方案二，仿生资料颅骨修复方案二，仿生资料颅骨修复n 优点：优点：n 与本身颅骨一样厚度，优良的强度和韧度，可抵抗一定外界力量和噪与本身颅骨一样厚度，优良的

3、强度和韧度，可抵抗一定外界力量和噪音冲击；音冲击；n 组织相容性好，无过敏原，无人体排斥反响；组织相容性好，无过敏原，无人体排斥反响；n 冷热传导性差，接近人体皮质骨，对脑组织无刺激；冷热传导性差，接近人体皮质骨，对脑组织无刺激；n 无电磁传导性，惰性资料，不影响无电磁传导性，惰性资料，不影响X线和线和MRI检查；检查；n 可以与人体本身颅骨缺损边缘交融生长，更适宜小儿患者；可以与人体本身颅骨缺损边缘交融生长，更适宜小儿患者；n 按照医生要求按照医生要求3D塑形和打印，术中也可恣意修剪，安装简便。塑形和打印，术中也可恣意修剪，安装简便。;n 方案三，钛网外板方案三，钛网外板+仿生资料内板仿生资

4、料内板n 优点：优点：n 双重维护人类大脑，尤其适用于大面积颅骨缺损的成人患者。双重维护人类大脑，尤其适用于大面积颅骨缺损的成人患者。n 具有最正确的抗外界冲击、抗热、抗冷、抗电磁烈日辐射、抗强声震具有最正确的抗外界冲击、抗热、抗冷、抗电磁烈日辐射、抗强声震荡的功能。荡的功能。;n 方案四，终极完美修复方案方案四，终极完美修复方案n 优点：优点：n 仿生骨泥外塑形美容修复临床最常见的颞肌萎缩后部分毁容，与仿生骨泥外塑形美容修复临床最常见的颞肌萎缩后部分毁容，与钛网或仿生骨手术合用，具有完美的美容整形效果。钛网或仿生骨手术合用，具有完美的美容整形效果。n 患者自体骨髓基质细胞提取，多点种植在仿生

5、骨内，构成多个骨生发患者自体骨髓基质细胞提取，多点种植在仿生骨内，构成多个骨生发中心，最终到达人体颅骨最全面解剖修复和生理功能完美重建。中心，最终到达人体颅骨最全面解剖修复和生理功能完美重建。;矿化胶原资料引见矿化胶原资料引见Introduction to mineralized collagen;矿化胶原矿化胶原n 天然骨的成分和微观构造天然骨的成分和微观构造n 矿化胶原矿化胶原 (mineralized collagen)n 在成分和微观构造上均模拟天然骨基质的一种仿生复合资料在成分和微观构造上均模拟天然骨基质的一种仿生复合资料n 经过体外仿生矿化技术构建而成经过体外仿生矿化技术构建而成b

6、y Dr. William J. Landis骨基质 (bone matrix)羟基磷灰石hydroxyapatite胶原collagen主要有机成分骨基质的约35wt%主要无机成分骨基质的约65wt%;矿化胶原矿化胶原n 矿化胶原的制备工艺道路矿化胶原的制备工艺道路n 资料表征资料表征矿化胶原纤维的透射电镜照片羟基磷灰石的c轴与胶原纤维平行，与天然骨构造一致by Dr. William J. Landis;矿化胶原矿化胶原n 矿化胶原基仿生骨资料矿化胶原基仿生骨资料A. HR-TEM, c-axis of the Hyaluronan (HA) is parallel to the coll

7、agen fibril;B. TEM, periodic mineralized collagen周期性矿化胶原蛋白with the length of 60 nm could be observed;C. TEM and SAED选区电子衍射, mineralized collagen fibrils with the mineral of hydroxyapatite矿化胶原纤维与羟基磷灰石矿物;D. SEM, mineralized collagen based bone repair material with interconnected pores连通孔隙of 200300 m.;

8、矿化胶原矿化胶原n 矿化胶原基仿生骨资料矿化胶原基仿生骨资料获得国际学术界高度评价媒体报道;矿化胶原矿化胶原n 相关研讨和产业化荣获国家自然科学二等奖和国家技术发明二等奖相关研讨和产业化荣获国家自然科学二等奖和国家技术发明二等奖;矿化胶原矿化胶原n 矿化胶原医疗器械产品矿化胶原医疗器械产品n 奥精公司矿化胶原人工骨修复资料产品奥精公司矿化胶原人工骨修复资料产品“骼金骼金、“颅睿颅睿、“奥固奥固已获得已获得3项项SFDA III类医疗器械产品注册证，迄今已临床类医疗器械产品注册证，迄今已临床运用逾运用逾10万例，修复效果良好。万例，修复效果良好。中国医疗器械产品注册证;矿化胶原矿化胶原n 矿化胶

9、原医疗器械产品矿化胶原医疗器械产品n 奥精公司矿化胶原人工骨修复资料产品奥精公司矿化胶原人工骨修复资料产品“骼金骼金Bongold于于2019年年7月获得美国月获得美国FDA 510(k)市场准入答应市场准入答应141725。美国FDA网站查询结果“骼金产品美国FDA注册证;矿化胶原矿化胶原n 矿化胶原的骨缺损修复效果动物实验研讨矿化胶原的骨缺损修复效果动物实验研讨Repair of 20 mm critical bone defect on the radius of beagle doga. immediate postoperative; b. 4 weeks postoperative

10、; c. 8 weeks postoperative; d. 12 weeks postoperativeRepair of 15 mm critical bone defect on rabbit radiusa. immediate postoperative; b: X-ray film 12 weeks postoperative; c: tissue slice of the 8th week; d: tissue slice of the 12th week;矿化胶原矿化胶原n 矿化胶原骨修复产品的临床运用矿化胶原骨修复产品的临床运用骨科骨科Treatment of bone no

11、nuniona. 1 day postoperative; b. 1 month postoperative; c. 8 month postoperative; d. 10 month postoperativeKou J. M., et al. J. Biomater. Tissue Eng., 2019, 4: 1107-1112Used for cervical spinal fusiona. X-ray film preoperative; b. MRI preoperative; c. immediate postoperative; d. 14 weeks postoperati

12、veYu X., et al. J. Biomater. Tissue Eng., 2019, 2: 170-176;n 矿化胶原骨修复产品的临床运用矿化胶原骨修复产品的临床运用口腔科口腔科矿化胶原矿化胶原术前术后即刻术后3月术前术后即刻术后1月术后3月;矿化胶原在颅骨修复中的运用矿化胶原在颅骨修复中的运用Application of mineralized collagen in repairing cranial defects;颅骨缺损颅骨缺损n 颅骨的缺损需求采用适当方法进展修复，以提供生物力学稳定性、维颅骨的缺损需求采用适当方法进展修复，以提供生物力学稳定性、维护脑组织、维持外形美观

13、护脑组织、维持外形美观n 导致骨缺损的要素导致骨缺损的要素n 先天性先天性n 闭合不全，骨骼畸形闭合不全，骨骼畸形n 后天性后天性n 创伤，感染，肿瘤，生长性骨折创伤，感染，肿瘤，生长性骨折CT scan showing cerebral contusions, hemorrhage within the hemispheres, subdural hematoma, and skull fracturesRehman T., et al. Cases journal, 2019, 1(1): 203;用于颅骨成形术的资料用于颅骨成形术的资料Representative intraoperat

14、ive images of current cranioplasty materialsA: Right parietal split calvarial bone graft with titanium plate and mesh used for the repair of a right frontal forehead defect after tumor resection, radiation, and bone flap removal in a 38-year-old patient. Dura was reconstructed with bovine pericardiu

15、m. B: Hydroxyapatite cement and resorbable plate repair of 2 defects on the upper forehead in a 9-year-old child following metopic repair during the 1st year of life. C: Custom-made PEEK implant used for cranioplasty in a 30-year-old woman with a defect of right frontal and temporoparietal areas.Fer

16、oze A. H., et al. J Neurosurg. 2019, 20:1-10钛网羟基磷灰石骨水泥聚醚醚酮 (PEEK);用于颅骨成形术的资料用于颅骨成形术的资料n 常用颅骨成形术资料的优缺陷对比分析常用颅骨成形术资料的优缺陷对比分析MaterialAdvantagesDisadvantagesautologous boneaccepted by host, low rate of fracturebone resorption, infection, limited sourceMMA甲基丙烯酸甲甲基丙烯酸甲酯酯strong, heat resistant, inert, low

17、cost, ease of useinfection, fracture, exothermic burn reaction, inflammation, lack of incorporationHydroxyapatite羟羟基磷灰石基磷灰石noninflammatory, decent chemical bonding to bone, excellent cosmesis & contouring abilitylow tensile strength, brittle, infection, fragmentation, lack of osteointegrationtit

18、anium meshnoninflammatory, noncorrosive, strong, malleability, low infection rate, good cosmesisexpensive, image artifact on imaging, heat conductionalumina ceramicshard, chemically stable, tissue compatible, low infection rateexpensive, prone to shatterPEEK implantradiolucent, chemically inert, str

19、ong, elastic, does not create artifacts on imaging, comfortable, does not conduct temperaturecost, need for additional 3D planning & imaging, difficult to bond to other materials, infectionShah A. M., et al. Neurosurg Focus, 2019, 36 (4): E19;用于颅骨成形术的资料用于颅骨成形术的资料n 对于生长发育期的儿童而言，颅骨的修复不断以来是一项挑战对于生长

20、发育期的儿童而言，颅骨的修复不断以来是一项挑战n 在不断生长的颅颌面骨中，骨替代资料会限制植入部位周围骨组织的在不断生长的颅颌面骨中，骨替代资料会限制植入部位周围骨组织的生长，从而导致骨发育畸形生长，从而导致骨发育畸形n 理想的颅骨修复资料的特点理想的颅骨修复资料的特点n 与颅骨缺损相匹配，可以到达完好闭合与颅骨缺损相匹配，可以到达完好闭合n 可透射线可透射线n 抗感染抗感染n 受热不膨胀受热不膨胀n 具备足够的生物力学强度具备足够的生物力学强度n 易于塑形易于塑形n 价钱不贵价钱不贵n 对于儿童来说，资料还应具备骨传导性和生物可降解性对于儿童来说，资料还应具备骨传导性和生物可降解性;矿化胶原

21、颅骨塞矿化胶原颅骨塞n 用于开颅手术钻孔修复的矿化胶原颅骨塞用于开颅手术钻孔修复的矿化胶原颅骨塞 (burr-hole plug)开颅手术表示图 Jane Doe矿化胶原颅骨塞产品矿化胶原颅骨塞运用的模型例如;矿化胶原颅骨塞矿化胶原颅骨塞n 矿化胶原颅骨塞在开颅手术中的临床运用矿化胶原颅骨塞在开颅手术中的临床运用n Subarachnoid cyst removal at the left temporal region术后X线片a, the 1st month; b, the 3rd month; c, the 10th month;矿化胶原颅骨塞矿化胶原颅骨塞n 矿化胶原颅骨塞在开颅手术中

22、的临床运用矿化胶原颅骨塞在开颅手术中的临床运用n Evacuation of intracranial hematoma at the skull术中照片及术后CT影像a, the 1st month; b, the 6th month; c, the 10th month;矿化胶原颅骨定制体矿化胶原颅骨定制体n 主要步骤主要步骤n 利用利用CT扫描获得临床颅骨缺损数据；扫描获得临床颅骨缺损数据；n 根据根据CT数据和颅骨解剖特点重建缺损区域数据和颅骨解剖特点重建缺损区域3D模型；模型；n 运用快速原型制造运用快速原型制造3D打印技术进展资料成型加工；打印技术进展资料成型加工；n 外表处置、清洗、包装及灭菌。外表处置、清洗、包装及灭菌。;矿化胶原颅骨定制体矿化胶原颅骨定制体矿化胶原颅骨定制体植入颅骨缺损模型抗压强度 (MPa)抗弯强度 (MPa)材料密度 (g/cm3)颅骨169 *82.0 25.5 *1.7-1.8 *矿化胶原112.3 7.776.5 5.21.7