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本文的主要作者包括Qiang Zhang、Wei Wu、Chunyu Qian、Wanshu Xiao、Huajun Zhu、Jun Guo、Zhibing Meng、Jinyue Zhu、Zili Ge和Wenguo Cui,分别来自扬州大学附属医院口腔颌面外科、苏州大学第一附属医院口腔颌面外科、扬州大学附属医院普外科以及上海交通大学医学院附属瑞金医院骨与关节疾病预防与治疗重点实验室。文章发表于2019年6月的《Materials Science & Engineering C》期刊,主题为“用于下颌骨缺损修复与重建的先进生物材料”。
本文系统地综述了当前用于下颌骨缺损修复的各种生物材料的研究现状和应用进展,并详细阐述了基于同种异体生物材料的不同修复方法。文章首先介绍了下颌骨缺损的背景及其对患者生活质量的影响,接着分类讨论了各类生物材料(包括金属材料、聚合物材料、生物陶瓷、复合材料等)的优缺点及其在下颌骨修复中的应用。此外,文章还探讨了药物与生物治疗(如生长因子、干细胞疗法、基因治疗等)在下颌骨修复中的潜力,并介绍了计算机辅助技术(如数字导航和3D打印)在个性化下颌骨修复中的应用。
下颌骨是面部最大且最坚固的骨骼,其缺损通常由创伤、炎症性疾病或良恶性肿瘤引起,严重影响患者的面部轮廓、咀嚼功能和言语能力。传统修复方法如自体骨移植虽为“金标准”,但存在供体来源有限、并发症多等局限性。因此,寻找理想的骨替代材料一直是口腔颌面外科领域的研究热点。
金属材料
金属材料如钛及其合金因其优异的机械性能和生物相容性被广泛用于下颌骨修复。然而,金属材料存在炎症、过敏反应等风险,且难以加工成理想的三维多孔结构。近年来,可降解金属材料(如镁合金)因其可降解性成为研究热点,但其降解速率和机械稳定性仍需进一步优化。
聚合物材料
聚合物材料具有良好的弹性和生物相容性,可分为不可降解(如聚四氟乙烯)和可降解(如聚乳酸、聚己内酯)两类。可降解聚合物材料在骨组织工程中具有广泛应用前景,尤其是水凝胶材料因其优异的生物活性和可塑性成为研究热点。
生物陶瓷
生物陶瓷(如羟基磷灰石、β-磷酸三钙)因其骨传导性和生物活性被广泛用于骨缺损修复。然而,单一生物陶瓷材料的机械强度和降解性能有限,因此复合材料的研究成为主流。
复合材料
复合材料通过结合不同材料的优点,显著提升了生物材料的性能。例如,羟基磷灰石与胶原蛋白的复合材料在骨修复中表现出优异的生物活性和机械性能。
生长因子
生长因子(如骨形态发生蛋白、血小板衍生生长因子)在促进骨再生中发挥重要作用。然而,生长因子在体内的释放和传递仍需进一步优化。
干细胞疗法
干细胞(如骨髓间充质干细胞)因其多向分化潜能被广泛用于骨组织工程。将干细胞与生物支架结合是目前研究的热点。
基因治疗
基因治疗通过将具有成骨效应的基因导入靶细胞,实现长期表达成骨蛋白,从而促进骨再生。然而,基因传递的精确性和安全性仍需进一步研究。
数字导航技术
计算机辅助导航系统(CANS)技术通过术前模拟和个性化设计,显著提高了下颌骨修复的精确性和效率。
3D打印技术
3D打印技术能够制造出与缺损区域精确匹配的个性化生物支架,为下颌骨修复提供了新的解决方案。例如,3D打印的聚己内酯支架在促进骨再生中表现出良好的效果。
本文全面综述了下颌骨缺损修复领域的最新研究进展,系统地评估了各类生物材料的优缺点,并展望了未来的研究方向。文章不仅为研究者提供了宝贵的参考,还为临床医生选择修复材料和技术提供了科学依据。此外,文章强调了结合多种材料和技术(如药物控释、基因治疗、3D打印等)的重要性,为下颌骨修复的个性化与精准化提供了新的思路。
本文为下颌骨缺损修复领域的研究者和临床医生提供了宝贵的参考,推动了该领域的进一步发展。