人工骨与异体骨的比较

同种异体骨与人工骨的比较

在目前的中国骨科临床中，同种异体骨与人工骨均广泛用于骨缺损的填充和置换当中。下面我们来简单的介绍从两种材料的发展过程、工艺与应用以及优缺点来了解一下两种材料。

一、两种材料的发展过程

1.1、人工骨的发展

        人工骨在骨科临床上的使用时间比较长，早在七八十年代已在临床上应用，到九十年代其应用已经较为广泛。在骨科领域,中主要用于严重创伤、骨肿瘤、骨髓炎等多种原因所致的骨缺损填充。最早使用的为一些天然的钙化物，如：珊瑚骨，后来又出现了硫酸钙、磷酸钙、羟基磷灰石结晶等多种通过以煅烧为主要方式制备而成的材料。无论通过何种方法来进行合成，截至目前为止也没有办法达到与人体骨骼完全相同的组成成分与结构构造。

1.2、同种异体骨的发展

       同种异体骨起源于二战时期的美国，用于士兵骨缺损的治疗。在中国国内由于技术和伦理等方面的原因一直没有被使用，直到九十年代末，中国市场上才出现了同种异体骨材料，进入二千年后才逐步推广使用起来。该植骨材料本身源于人体骨骼，所以使用效果要明显优于人工骨，是完全可以替代人工骨的一款新产品，也越来越多的受到骨科临床的重视，目前对同种异体骨的研究已经远多于人工骨。

二、两种材料的工艺与应用

     2.1、人工骨的工艺与应用

             人工骨的应用在国内比较早，材料的种类也较为繁杂。下面介绍几种市场上较为常见的人工骨。

2.1.1、珊瑚骨

最早应用在临床上的为珊瑚骨，其主要组成成分为碳酸钙，天然的网孔结构较利于骨细胞的生长。原材料来源很广泛，生产工艺也较为简单。主要是通过切割成型、清洗消毒、矿化 处理、风干、灭活等步骤即可使用。

由于其脆性较强，生物力学性能差，在临床主要用于骨缺损的填充。由于珊瑚虫死亡钙化与人体骨细胞钙化区别较大，在临床使用后过度吸收的现象较为普遍，严重影响了治疗效果，尤其是在较大体积的填充时极易出现治疗失败的情况。目前已经很少使用该材料了。

2.1.2、磷酸钙

           磷酸钙最早应用在口腔科，后经过烧制可得到具有一定强度的磷酸钙小块，并且人体骨骼的主要组成部分之一也是磷酸钙，所以磷酸钙逐渐使用在骨科临床上。其原材料来源广泛，且使用效果也优于珊瑚骨。单纯磷酸钙人工骨的生产主要是通过天然的钙矿石，在经过粉碎、化学溶解提纯、合成等工序得到磷酸钙粉末，在通过烧制的方法等到块状的磷酸钙，最后通过必要的灭菌等工序即可应用于临床。

          由于单纯的磷酸钙是烧制而成，通常凝结成型的块状较小，多以骨粒、骨粉的形态出现。其脆性极强，生物力学性能也极差，所以只能用于骨缺损的填充，且不利于用在大体积 的骨缺损填充上。在临床使用后通过光片观察，其吸收速度较慢，愈合周期较长，但一般不会出现过度吸收的现象。

     2.1.3、羟基磷灰石复合人工骨

             羟基磷灰石复合人工骨是目前临床上主流使用的人工骨，也是通过仿造人骨的成分产生的一种产品。人体骨骼的主要成分为羟基磷灰石，同时还含有多种无机盐和有机成分。此种人工骨在确定人体骨骼的主要成分后加入了一定的有机成分（一般情况下为骨胶），这样就有效的解决了人工骨的生物力学性能。由于羟基磷灰石复合人工骨的组成成分较多，目前市场上生产此种人工骨 的生产企业所使用的配方也有所不同（即羟基磷灰石和骨胶或别的有机胶类的比例，但相差不会太多），生产工艺也有所不同，但均是采用化学合成的方法获得的。

           在临床的使用中，其很好的解决了材料的力学强度，可以用于有一定力学支撑要求的部分，增加了其应用范围。同时与人体骨骼的成分较为相似，从理论上来说应该较容易被人体吸收。但在临床的使用中还是存在一定的问题，由于人体骨骼松质骨部分具有天然的网状结构。而此种复合型人工骨很难做到，其自身的密度也很难调节。如果密度过高，在植入后吸收缓慢使得愈合周期变长，若密度过低，很容易出现吸收过快的现象。且此种人工骨不易做到密度均匀，所以市场上的人工多以小块的形式出现，这样就可以在一定程度上避免因为密度不均匀而带来的弊端。

     2.2、同种异体骨

          同种异体骨，即相同种类，不同个体。此种植骨材料在原材料上完全异与人工，完全是使用人类的骨骼制作而成。无论是材料成分、组成结构都与植骨手术的“金标准”材料自体骨相同。但受到来源和技术的限制，在近十几年内才逐步走进成熟。目前在国内也只有十家生产企业，且生产工艺也均不相同。由于人体骨骼组成成分较多，且其中含有的组织成分也较多。生产的主要工艺思路均为切割成型、清洗、脱蛋白处理、冷冻干燥以及辐照灭菌。

         在临床的应用中，同种异体骨完全优于任何一种人工骨，与人体骨骼完全相同的成分、完全相同的结构以及相同的生物力学强度。可以说在植入人体后骨细胞的生张速度与同种异体骨的吸收速度基本同步，这也是任何一种人工骨所做不到的。但不能说同种异体骨没有缺点，由于免疫学的研究，同种异体骨存在一定的免疫排斥反应的风险。而在现在较为成熟的脱除免疫原性的工艺下，可以说一般用于填充的小块同种异体骨，出现免疫排斥反应的风险极小，在做大段骨置换和大量填充的时其发生免疫排斥反应的概率也极低。

三、两种材料的优缺点

      为了更简明的对两种材料进行对比，我们以表格的形式对两种材料的主要性能进行对比（由于人工骨种类较多，性能不一我们选用最主流的羟基磷灰石复合型人工骨来进行对比）。

四、总结

      我们已经系统的分析两种材料，两种材料均在临床上广泛应用。但从综合的角度来看，无论是材料的成分、组成结构、生物力学性能还是对骨细胞的诱导作用，同种异体骨是远优于人工骨的。在两者价格相当的情况下应首选同种异体骨。在今后的骨科发展中同种异体骨代替人工骨也是必然的趋势。