基于成人膝關(guān)節(jié)骨軟骨復(fù)合體微結(jié)構(gòu)特征參數(shù)設(shè)計(jì)仿生骨軟骨支架的實(shí)驗(yàn)研究

陳 凡,周堉涵,毛根穩(wěn),閔文宇,蔣榮軒,劉儉濤,姬文晨,李 萌*

(1 西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院骨科,西安 710061;2 西安醫(yī)學(xué)院第一臨床醫(yī)學(xué)院;3 西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)部臨床醫(yī)學(xué)系;*通訊作者,E-mail:limeng@xjtufh.edu.cn)

關(guān)節(jié)軟骨損傷是由于創(chuàng)傷或老化等原因所引起的一種疾病,其發(fā)病率較高[1]。現(xiàn)有的治療方案分為初級(jí)治療、過渡治療和最終治療。初級(jí)治療主要包括補(bǔ)充軟骨基質(zhì)、關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射藥物、關(guān)節(jié)鏡清理增生組織等方法,這些治療措施雖然具有一定效果,但均無法達(dá)到徹底治愈的目的[2]。過渡治療主要通過生物軟骨的修復(fù)從而延緩關(guān)節(jié)晚期的蛻變,其具有一定的治療效果,但也存在以下問題,如微骨折技術(shù)滲出的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在軟骨缺損處雖然可以形成纖維軟骨,但其生物力學(xué)性能與透明軟骨仍然相差較遠(yuǎn)[3-5]。最終治療的方法則是人工關(guān)節(jié)置換和關(guān)節(jié)融合術(shù),這種方式雖然可以從根本上解決病人的癥狀,但其創(chuàng)傷大,花費(fèi)高,且對(duì)病人的身心往往會(huì)造成嚴(yán)重的負(fù)擔(dān),并不是理想的治療方式[6]。所以,尋找新的治療方法,一直是臨床工作者探索和追求的方向。

利用3D打印構(gòu)建與正常骨軟骨界面機(jī)械強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)、生物力學(xué)性能相似的骨軟骨支架是解決這一問題的可行方案[7-10]。骨軟骨復(fù)合體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,單一的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通常不能滿足骨組織缺損修復(fù)的需要,所以采用合理的設(shè)計(jì)方法使得支架具有軟骨層、軟骨下骨層的復(fù)合結(jié)構(gòu)是目前研究的熱點(diǎn)[11,12]。然而,現(xiàn)有……