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摘 要：骨折愈合属于复杂病理生理过程，存在大量生长因子并且发挥重要的作用。在骨科技术不断发展的过程中，越来越多患者骨折使用手术治疗，但是对内固定材料和器材并不理想，金属内固定物需要二次手术取出，在经济、精神与肉体方面为患者带来一定负担。相关研究表示，切开复位骨粘合剂的粘合力比较强，并且具有良好降解性、生物相容性与骨传导性，被广泛应用到临床骨折固定中。以此，文章对切开复位骨粘合剂充填术在根骨骨折治疗中的使用进行分析，以此为粉碎性骨折治疗提供参考建议。
关键词：切开复位;骨粘合剂;根骨骨折
中图分类号：TQ584+.31 文献标识码：A 文章編号：1001-5922（2021）10-0148-03
Application of Open Reset Bone Adhesive Filling in the Treatment of Root Bone Fracture
Peng Jiao， Liu Jun
（Emergency Department， Shiyan Women and Children Hospital， Shiyan 442003， China）
Abstract：Fracture healing is a complex pathophysiological process ， which has a large number of growth factors and plays an important role .In the process of the continuous development of orthopedic technology ， more and more patients use surgical treatment ， but the internal fixation materials and equipment are not ideal ， and the metal internal fix tures need to be removed by secondary surgery ， which brings a certain burden to the patients in the economic ， mental and physical aspects .Relevant studies show that the adhesive is relatively strong ， and has good degrad ability ， biocompatibility and bone conduction ， which is widely used in clinical fracture fixation .Therefore ， the use of open reset bone adhesive filling in root bone fracture treatment was analyzed ， so as to provide reference suggestions for the treatment of comminuted fractures.
Key words：open reduction ; bone adhesive ; root bone fracture
在骨科技术不断发展的过程中，骨折患者一般都是使用手术治疗，但是对于内固定器材和材料并不理想，金属内固定物要通过二次手术取出，提高了患者精神、经济、肉体的负担。目前，世界各国医生对骨折固定时自行吸收材料进行研究。从20世纪60年代以来， 目前，世界各国医生都在研究能够在骨折时候具有固定作用，并且在骨折愈合之后自行吸收的材料。从60年代以来，越来越多研究学者都在研究可吸收性内固定物[1]。以此，本文就分析骨折治疗中切开复位骨粘合剂充填术的使用。
1 医用骨粘合剂的性能分析
常用医用骨粘合剂主要包括磷酸钙系医用粘合剂CPC、α-氰基丙烯酸酯类粘合剂、磷酸镁医用粘合剂MPC和聚甲基丙烯酸甲脂类粘合剂PMMA，表1为常用粘合剂的性能分析。通过固化反应分析，α-氰基丙烯酸酯类粘合剂与PMMA固化为化学聚合反应，具有较快的反应速度和较高的放热温度。通过生物学性能分析，PMMA和α-氰基丙烯酸酯存在毒性，容易出现异物反应，生物相容性也比较差。MPC和CPC安全无毒，不会出现异物反应，具有良好的生物相容性，并且MPC能够被降解吸收。医用骨粘合剂的粘合性能为主要力学性能，粘接机理和粘接强度和粘合剂应用范围与使用效果具有密切关系[2]。
目前，有研究人员利用普通医用骨粘合剂使用纳米改性后的生物、化学和物理等性能都有所改变，改善医用骨粘合剂的机械性能，降解速度满足骨折愈合时间需求。在降低纳米微粒颗粒直径时，会增加表面张力、原子数量。将全新生物学和物理的性能展现出来，比如光学、力学、磁性等性能，表面超导性和稳定性等性能比常规材料例子不同。因为粘合力比较低，阻碍了纳米骨粘合剂的使用。目前，研究人员对纳米改性技术进行研究，创建了新型骨骼修复材料，比如方纳米仿真骨等，主要优势包括：生物相容性良好，并且可生物降解，具有良好理化性质。为了将纳米骨粘合剂在骨折固定中使用，要对纳米骨粘合剂粘合力进行研究[3]。
2 根骨骨折的单基因研究
骨形态发生蛋白（BMP）为TGF-β超家族成员，在大量亚型中，BMP-2与BMP-7为重点研究生长因子，并且在临床诱导骨形成中使用。Kuh等人研究表示，在骨折愈合中，BMP-2在体内、体外具备促进骨折愈合、诱导成骨愈合的作用。并且成骨区域有限，将成骨作用充分发挥出来。另外，还有研究人员使BMP-1结合不同该磷酸盐化合物，将水凝胶作为载体在大鼠大腿肌肉组织中注入，四周之后开展计算机断层扫描表示存在成骨，酸磷钙纳米结晶效果比其他化合物比较优。Paek等人利用携带BMP-2基因脂质体与腺病毒载体转染进入到小鼠骨髓基质肝细胞，表示两者能够实现BMP-2的表达，将腺病毒作为载体实现骨折愈合效果比脂质体载体要优。Musgtave等人使BMP-2实现腺病毒转入到小鼠骨髓基质肝细胞、骨骼肌细胞之后，表示全部细胞都能够表达BMP-2，具备成骨活性。骨髓基质干细胞组会分泌大量的BMP-2，并且具有较高的成骨活性[4]。Schwabe等人使具备hBMP-2基因重组质粒转染大鼠胫骨骨折模型，表示对于骨折愈合具有积极影响。Moghaddam等人使BMP-7应用到长骨不愈合患者具有一定的疗效，表示在骨折不愈合领域属于革命性的尝试。Den Boer等研究重组hBMP-7是否能够促进骨折愈合，将山羊胫骨闭合骨折模型作为研究对象，表示hBMP-7能够促进骨折愈合，从而生成正常骨组织。还有研究人员使携带hBMP-2基因重组质粒转染大鼠胫骨骨折模型，表示其对于骨折愈合具有积极影响。还有研究人员将4周龄SD大鼠骨折模型进行分析，表示BMP-6在促进骨折愈合方面具有直接作用。 国内研究人员也对此方面有所证实，卢小娟等人将重组腺病毒携带BMP-2与BMP-9基因复合纳米羟基磷灰石支架修复桡骨骨缺损实验，BMP-9组桡骨缺损修复，BMP-2组部分修复，重组腺病毒介导BMP-9对于骨缺损之后成骨作用比BMP-2要强[5]。
3 切开复位骨粘合剂在根骨骨折治疗中使用
3.1 PMMA的纳米改性
PMMA为混合甲基丙烯酸甲酯共聚物和固态两相单体构成的，比如负载抗生素、普通骨等粘合剂。PMMA骨粘合剂使用范围比较广泛，具备良好力学性能、易塑性，被广泛应用到椎体成形术、关节置换术和骨肿瘤等粘接固化方面。但是，PMMA故粘接剂还存在不足。因为成分和人体骨骼不同，那么生物相容性也有所降低。其次，具有较高的弹性系数，能够使抗疲劳强度记忆粘合力得到降低，在使用过程中释放较高温度。所以，要结合负载抗生素介孔氧化硅纳米粒子，均匀空隙能够实现抗生素有效传输，对PMMA骨粘合剂的力学性能保证，对骨科手术患者的感染预防。
3.2 MPC的纳米改性
MPC是通过不同比例缓凝剂、氧化镁、磷酸盐反应所制备的普通医用骨粘合材料。使机械强度得到提高，实现生物降解。在骨修复领域中，MPC也能够被作为支架材料。相关研究人员研制水解蛋白-MP纳米骨粘接剂生物支架，并且开展大量的实验，实验表示MPC纳米骨粘接剂能够促进体内成骨，并且具备良好降解性能，对生物相容性进行保证，促进骨组织修复[6]。
3.3 CPC的纳米改性
CPC属于非陶瓷并且能够自行固化的骨修复材料，其易塑性和填充性良好，对于细胞无毒，属于安全骨修复材料。但是缺乏良好粘合力，导致CPC骨粘合剂无法在皮质骨、承重骨固定中使用，比如脊柱椎体、胫骨平台。研究人员通过提高粘接和机械强度，并且改善生物相容性、骨传导性，促进骨组织的生成。在CPC纳米骨粘接剂中添加纳米材料，能够使机械性能得到提高。相关研究是纳米二氧化钛和二氧化硅与CPC骨粘合剂负荷改性，提高短期机械强度，优于纳米二氧化钛复合改性。其次，相关学者使海藻酸钠和CPC纳米骨粘合剂实现复合制备连着负荷材料，具有良好的粘接强度、生物相容性和力学强度最好。用上述实验表示，利用此方式能够对机械强度得到改善，此为今后CPC纳米骨粘合剂研究的重点。
4 相关实验研究
4.1 材料
使用右旋糖酐、2-异氰酸酯甲基丙烯酸乙酯，将二月硅酸二丁酯作为催化剂。
4.2 光交联明胶复合材料配置
使用前驱体溶液光交联法配置水凝胶，具体步骤为：在40℃水浴中剧烈搅拌溶液10min，添加1%光引发剂，最终浓度为1wt%。均匀化之后，使溶液在模具中注入。此系统通过紫外光源照射，样品和导光板距离为44mm，调整光照为5、10、15、30、50mW/cm-2。
4.3 测定溶胀动力学
干凝胶在37℃中浸入PBS，并且持续振荡。将多余表层水去除之后，对膨胀水凝胶重量測量，直到没有检测重量变化[7]。
5 结果和讨论
5.1 粘接强度
图1为明胶溶液粘附强度试验，在DO不断增加的过程中，醛基增加Dex-U-AD和明胶关联密度，使胶粘剂粘接力得到提高。在增加醛含量中，凝胶粘接强度饱和。
5.2 溶胀动力学
因为水凝胶膨胀率高，降低了机械强度，使大量的碎片破碎，无法以不规则的形状进行承重。在醛含量不断增加的过程中，降低了明胶水凝胶的最大溶胀率。在固定总固形物含量为25wt%的水凝胶和5wt%的明胶时，在100min的时候，凝胶固形物含量降低。
溶胀率会影响到交联密度、凝胶构成、电荷密度。由于凝胶席夫反应导致降低溶胀率，提高了醛基含量和关联密度，从而降低平衡溶胀率。
5.3 细胞毒性分析
毒性试验为生物材料重点，理想的生物粘附剂无法将毒性产物释放出来，利用体外细胞毒性试验评价。MTT法测定吸光度详如图2所示，指的是不同类型标准提取液培养。在72h之内为L929的细胞活性，除Dex-U-AD/明胶的水凝胶提取物与阴性对照组没有差别，72h细胞活力和对照组没有差别，控制阴性细胞为85%，能够降低对L929细胞的毒性[8]。
6 结语
实现医用粘合剂的纳米改性，能够提高其机械性能、粘合力，并且外骨粘合剂生物相容性、降解性、传导性都有所改善，所以能够在骨折领域中使用纳米骨粘合剂。将骨粘合剂应用到根骨骨折中，对骨折碎块复位，降低了并发症几率和手术操作难度。目前纳米骨粘合剂还在研究，但是目前研究已经有了显著效果。降低传统骨折固定疗法的缺陷和并发症，对于复杂部位骨折固定和骨折固定具有重要意义，促进新型生物材料发展。
参考文献
[1]李伟濂.闭合复位及切开复位交锁髓内钉内固定术在股骨干骨折治疗中的应用分析[J]. 智慧健康，2021，7（5）：101-103.
[2]曲国海.3D打印技术在复杂跟骨骨折手术治疗中的初步应用分析[J].中西医结合心血管病电子杂志，2020，8（23）：10-11.
[3]韩德.切开复位钢板内固定治疗根骨关节内骨折的临床疗效分析[J].健康大视野， 2020（06）：67.
[4] Sun Hui， Yin Yan， Jing Yanli.Application Value of Early Rehabilitation Care after postoperative internal fixation[J].Chinese Disability Medicine，2019，027（06）： 72-74.
[5] Han Bing.Effect of comprehensive nursing in internal fixation of heel fractures [J].Heilongjiang Traditional Chinese Medicine，2020（04）：276-277.
[6] Chen Mingqing， O Lizhen， District Pei Shi，et al.Effect of early rehabilitation nursing on the treatment of calcaneal fracture after open reduction and internal fixation [J].Massage and Rehabilitation Medicine ，2020（19）：93-94.
[7]张彬，高飞.纳米骨粘合剂在骨折固定中的应用[J].粘接，2020，042（05）：23-27.
[8]朱艺丹.明胶基骨粘合剂在外科手术中的应用研究[J].粘接，2020，042（10）：15-19.
关键词：切开复位;骨粘合剂;根骨骨折
中图分类号：TQ584+.31 文献标识码：A 文章編号：1001-5922（2021）10-0148-03
Application of Open Reset Bone Adhesive Filling in the Treatment of Root Bone Fracture
Peng Jiao， Liu Jun
（Emergency Department， Shiyan Women and Children Hospital， Shiyan 442003， China）
Abstract：Fracture healing is a complex pathophysiological process ， which has a large number of growth factors and plays an important role .In the process of the continuous development of orthopedic technology ， more and more patients use surgical treatment ， but the internal fixation materials and equipment are not ideal ， and the metal internal fix tures need to be removed by secondary surgery ， which brings a certain burden to the patients in the economic ， mental and physical aspects .Relevant studies show that the adhesive is relatively strong ， and has good degrad ability ， biocompatibility and bone conduction ， which is widely used in clinical fracture fixation .Therefore ， the use of open reset bone adhesive filling in root bone fracture treatment was analyzed ， so as to provide reference suggestions for the treatment of comminuted fractures.
Key words：open reduction ; bone adhesive ; root bone fracture
在骨科技术不断发展的过程中，骨折患者一般都是使用手术治疗，但是对于内固定器材和材料并不理想，金属内固定物要通过二次手术取出，提高了患者精神、经济、肉体的负担。目前，世界各国医生对骨折固定时自行吸收材料进行研究。从20世纪60年代以来， 目前，世界各国医生都在研究能够在骨折时候具有固定作用，并且在骨折愈合之后自行吸收的材料。从60年代以来，越来越多研究学者都在研究可吸收性内固定物[1]。以此，本文就分析骨折治疗中切开复位骨粘合剂充填术的使用。
1 医用骨粘合剂的性能分析
常用医用骨粘合剂主要包括磷酸钙系医用粘合剂CPC、α-氰基丙烯酸酯类粘合剂、磷酸镁医用粘合剂MPC和聚甲基丙烯酸甲脂类粘合剂PMMA，表1为常用粘合剂的性能分析。通过固化反应分析，α-氰基丙烯酸酯类粘合剂与PMMA固化为化学聚合反应，具有较快的反应速度和较高的放热温度。通过生物学性能分析，PMMA和α-氰基丙烯酸酯存在毒性，容易出现异物反应，生物相容性也比较差。MPC和CPC安全无毒，不会出现异物反应，具有良好的生物相容性，并且MPC能够被降解吸收。医用骨粘合剂的粘合性能为主要力学性能，粘接机理和粘接强度和粘合剂应用范围与使用效果具有密切关系[2]。
目前，有研究人员利用普通医用骨粘合剂使用纳米改性后的生物、化学和物理等性能都有所改变，改善医用骨粘合剂的机械性能，降解速度满足骨折愈合时间需求。在降低纳米微粒颗粒直径时，会增加表面张力、原子数量。将全新生物学和物理的性能展现出来，比如光学、力学、磁性等性能，表面超导性和稳定性等性能比常规材料例子不同。因为粘合力比较低，阻碍了纳米骨粘合剂的使用。目前，研究人员对纳米改性技术进行研究，创建了新型骨骼修复材料，比如方纳米仿真骨等，主要优势包括：生物相容性良好，并且可生物降解，具有良好理化性质。为了将纳米骨粘合剂在骨折固定中使用，要对纳米骨粘合剂粘合力进行研究[3]。
2 根骨骨折的单基因研究
骨形态发生蛋白（BMP）为TGF-β超家族成员，在大量亚型中，BMP-2与BMP-7为重点研究生长因子，并且在临床诱导骨形成中使用。Kuh等人研究表示，在骨折愈合中，BMP-2在体内、体外具备促进骨折愈合、诱导成骨愈合的作用。并且成骨区域有限，将成骨作用充分发挥出来。另外，还有研究人员使BMP-1结合不同该磷酸盐化合物，将水凝胶作为载体在大鼠大腿肌肉组织中注入，四周之后开展计算机断层扫描表示存在成骨，酸磷钙纳米结晶效果比其他化合物比较优。Paek等人利用携带BMP-2基因脂质体与腺病毒载体转染进入到小鼠骨髓基质肝细胞，表示两者能够实现BMP-2的表达，将腺病毒作为载体实现骨折愈合效果比脂质体载体要优。Musgtave等人使BMP-2实现腺病毒转入到小鼠骨髓基质肝细胞、骨骼肌细胞之后，表示全部细胞都能够表达BMP-2，具备成骨活性。骨髓基质干细胞组会分泌大量的BMP-2，并且具有较高的成骨活性[4]。Schwabe等人使具备hBMP-2基因重组质粒转染大鼠胫骨骨折模型，表示对于骨折愈合具有积极影响。Moghaddam等人使BMP-7应用到长骨不愈合患者具有一定的疗效，表示在骨折不愈合领域属于革命性的尝试。Den Boer等研究重组hBMP-7是否能够促进骨折愈合，将山羊胫骨闭合骨折模型作为研究对象，表示hBMP-7能够促进骨折愈合，从而生成正常骨组织。还有研究人员使携带hBMP-2基因重组质粒转染大鼠胫骨骨折模型，表示其对于骨折愈合具有积极影响。还有研究人员将4周龄SD大鼠骨折模型进行分析，表示BMP-6在促进骨折愈合方面具有直接作用。 国内研究人员也对此方面有所证实，卢小娟等人将重组腺病毒携带BMP-2与BMP-9基因复合纳米羟基磷灰石支架修复桡骨骨缺损实验，BMP-9组桡骨缺损修复，BMP-2组部分修复，重组腺病毒介导BMP-9对于骨缺损之后成骨作用比BMP-2要强[5]。
3 切开复位骨粘合剂在根骨骨折治疗中使用
3.1 PMMA的纳米改性
PMMA为混合甲基丙烯酸甲酯共聚物和固态两相单体构成的，比如负载抗生素、普通骨等粘合剂。PMMA骨粘合剂使用范围比较广泛，具备良好力学性能、易塑性，被广泛应用到椎体成形术、关节置换术和骨肿瘤等粘接固化方面。但是，PMMA故粘接剂还存在不足。因为成分和人体骨骼不同，那么生物相容性也有所降低。其次，具有较高的弹性系数，能够使抗疲劳强度记忆粘合力得到降低，在使用过程中释放较高温度。所以，要结合负载抗生素介孔氧化硅纳米粒子，均匀空隙能够实现抗生素有效传输，对PMMA骨粘合剂的力学性能保证，对骨科手术患者的感染预防。
3.2 MPC的纳米改性
MPC是通过不同比例缓凝剂、氧化镁、磷酸盐反应所制备的普通医用骨粘合材料。使机械强度得到提高，实现生物降解。在骨修复领域中，MPC也能够被作为支架材料。相关研究人员研制水解蛋白-MP纳米骨粘接剂生物支架，并且开展大量的实验，实验表示MPC纳米骨粘接剂能够促进体内成骨，并且具备良好降解性能，对生物相容性进行保证，促进骨组织修复[6]。
3.3 CPC的纳米改性
CPC属于非陶瓷并且能够自行固化的骨修复材料，其易塑性和填充性良好，对于细胞无毒，属于安全骨修复材料。但是缺乏良好粘合力，导致CPC骨粘合剂无法在皮质骨、承重骨固定中使用，比如脊柱椎体、胫骨平台。研究人员通过提高粘接和机械强度，并且改善生物相容性、骨传导性，促进骨组织的生成。在CPC纳米骨粘接剂中添加纳米材料，能够使机械性能得到提高。相关研究是纳米二氧化钛和二氧化硅与CPC骨粘合剂负荷改性，提高短期机械强度，优于纳米二氧化钛复合改性。其次，相关学者使海藻酸钠和CPC纳米骨粘合剂实现复合制备连着负荷材料，具有良好的粘接强度、生物相容性和力学强度最好。用上述实验表示，利用此方式能够对机械强度得到改善，此为今后CPC纳米骨粘合剂研究的重点。
4 相关实验研究
4.1 材料
使用右旋糖酐、2-异氰酸酯甲基丙烯酸乙酯，将二月硅酸二丁酯作为催化剂。
4.2 光交联明胶复合材料配置
使用前驱体溶液光交联法配置水凝胶，具体步骤为：在40℃水浴中剧烈搅拌溶液10min，添加1%光引发剂，最终浓度为1wt%。均匀化之后，使溶液在模具中注入。此系统通过紫外光源照射，样品和导光板距离为44mm，调整光照为5、10、15、30、50mW/cm-2。
4.3 测定溶胀动力学
干凝胶在37℃中浸入PBS，并且持续振荡。将多余表层水去除之后，对膨胀水凝胶重量測量，直到没有检测重量变化[7]。
5 结果和讨论
5.1 粘接强度
图1为明胶溶液粘附强度试验，在DO不断增加的过程中，醛基增加Dex-U-AD和明胶关联密度，使胶粘剂粘接力得到提高。在增加醛含量中，凝胶粘接强度饱和。
5.2 溶胀动力学
因为水凝胶膨胀率高，降低了机械强度，使大量的碎片破碎，无法以不规则的形状进行承重。在醛含量不断增加的过程中，降低了明胶水凝胶的最大溶胀率。在固定总固形物含量为25wt%的水凝胶和5wt%的明胶时，在100min的时候，凝胶固形物含量降低。
溶胀率会影响到交联密度、凝胶构成、电荷密度。由于凝胶席夫反应导致降低溶胀率，提高了醛基含量和关联密度，从而降低平衡溶胀率。
5.3 细胞毒性分析
毒性试验为生物材料重点，理想的生物粘附剂无法将毒性产物释放出来，利用体外细胞毒性试验评价。MTT法测定吸光度详如图2所示，指的是不同类型标准提取液培养。在72h之内为L929的细胞活性，除Dex-U-AD/明胶的水凝胶提取物与阴性对照组没有差别，72h细胞活力和对照组没有差别，控制阴性细胞为85%，能够降低对L929细胞的毒性[8]。
6 结语
实现医用粘合剂的纳米改性，能够提高其机械性能、粘合力，并且外骨粘合剂生物相容性、降解性、传导性都有所改善，所以能够在骨折领域中使用纳米骨粘合剂。将骨粘合剂应用到根骨骨折中，对骨折碎块复位，降低了并发症几率和手术操作难度。目前纳米骨粘合剂还在研究，但是目前研究已经有了显著效果。降低传统骨折固定疗法的缺陷和并发症，对于复杂部位骨折固定和骨折固定具有重要意义，促进新型生物材料发展。
参考文献
[1]李伟濂.闭合复位及切开复位交锁髓内钉内固定术在股骨干骨折治疗中的应用分析[J]. 智慧健康，2021，7（5）：101-103.
[2]曲国海.3D打印技术在复杂跟骨骨折手术治疗中的初步应用分析[J].中西医结合心血管病电子杂志，2020，8（23）：10-11.
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[4] Sun Hui， Yin Yan， Jing Yanli.Application Value of Early Rehabilitation Care after postoperative internal fixation[J].Chinese Disability Medicine，2019，027（06）： 72-74.
[5] Han Bing.Effect of comprehensive nursing in internal fixation of heel fractures [J].Heilongjiang Traditional Chinese Medicine，2020（04）：276-277.
[6] Chen Mingqing， O Lizhen， District Pei Shi，et al.Effect of early rehabilitation nursing on the treatment of calcaneal fracture after open reduction and internal fixation [J].Massage and Rehabilitation Medicine ，2020（19）：93-94.
[7]张彬，高飞.纳米骨粘合剂在骨折固定中的应用[J].粘接，2020，042（05）：23-27.
[8]朱艺丹.明胶基骨粘合剂在外科手术中的应用研究[J].粘接，2020，042（10）：15-19.