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      多孔磷酸三鈣修復(fù)腔隙性骨缺損 38 例隨訪研究

      2014-02-14 03:33:33許宋鋒徐明于秀淳孫玉璽楊陽蘇情胡睿翟永飛盧建熙
      中國骨與關(guān)節(jié)雜志 2014年4期
      關(guān)鍵詞:成骨植骨線片

      許宋鋒 徐明 于秀淳 孫玉璽 楊陽 蘇情 胡睿 翟永飛 盧建熙

      多孔磷酸三鈣修復(fù)腔隙性骨缺損 38 例隨訪研究

      許宋鋒 徐明 于秀淳 孫玉璽 楊陽 蘇情 胡睿 翟永飛 盧建熙

      目的報告多孔磷酸三鈣 ( tricalcium phosphate,TCP ) 治療 38 例腔隙性骨缺損患者至少隨訪 2 年的臨床效果。方法2008 年 3 月至 2011 年 9 月,對 38 例腔隙性骨缺損患者采用多孔磷酸三鈣填充修復(fù),男 22 例,女 16 例。年齡 3~58 歲,平均 23 歲。缺損范圍最小 0.72 cm3,最大 151.88 cm3,平均35.62 cm3。隨訪 25~65 個月,平均 41 個月。采用在體 TCP 人工骨降解的 X 線片并圖像分析軟件分析植骨區(qū)灰度變化,計算材料降解率,動態(tài)觀察多孔磷酸三鈣人工骨降解情況。結(jié)果所有患者術(shù)后未見任何過敏或毒性反應(yīng)。隨時間延長,人工骨材料逐漸降解,新骨逐漸形成,以術(shù)后 1 年內(nèi)降解速度最快?;颊吣挲g越小( <16 歲 )、腫瘤體積越小 ( <10 cm3),新骨成骨、材料降解速度越快。結(jié)論多孔磷酸三鈣人工骨可以用作良性或侵襲性骨腫瘤骨缺損的修復(fù),平均隨訪 41 個月,療效滿意。

      磷酸鈣類;骨疾?。恍迯?fù)外科手術(shù);生物醫(yī)學(xué)研究

      隨著 β-磷酸三鈣 ( β-TCP ) 生物陶瓷研究的深入,它的成骨及降解效應(yīng)被得到肯定,近年來臨床應(yīng)用愈來愈廣泛[1-2],可是缺少植入人體后的大樣本長期臨床研究。我們以往研究表明,多孔磷酸三鈣人工骨可以用作骨腫瘤骨缺損的修復(fù)并取得滿意早期臨床療效[3-4]。那么,其對于腔隙性骨缺損修復(fù)的長期療效如何?2008 年以來,我科對 38 例腔隙性骨缺損采用多孔磷酸三鈣填充修復(fù),至少隨訪2 年,療效滿意。

      資料與方法

      一、一般資料

      2008 年 3 月至 2011 年 9 月,我們對 38 例腔隙性骨缺損患者采用多孔磷酸三鈣填充修復(fù),其中男 22 例,女 16 例。年齡 3~58 歲,平均 23 歲。病變原因:內(nèi)生軟骨瘤 9 例,骨囊腫 6 例,死骨及炎性組織 6 例,骨纖維結(jié)構(gòu)不良 5 例,非骨化性纖維瘤 3 例,嗜酸性肉芽腫 2 例,骨巨細胞瘤2 例,增生性纖維瘤 1 例,軟骨母細胞瘤 1 例。病變部位:股骨 13 例,脛骨 11 例,指骨 4 例,肱骨 4 例,掌骨、腓骨、胸骨、橈骨、距骨、跟骨各1 例。缺損范圍最小 0.72 cm3,最大 151.88 cm3,平均 35.62 cm3。隨訪 25~65 個月,平均 41 個月。術(shù)后觀察患者全身及切口局部反應(yīng),復(fù)查隨訪時常規(guī)攝患部 DR-X 線平片,部分患者行 CT 掃描。術(shù)后常規(guī)抗生素治療 24 h,個別延長至 48 h。引流液 24 h后<50 ml / 日即拔除引流管 ( 條 )。

      二、手術(shù)方法

      采用硬膜外或臂叢麻醉,1 例胸骨采用全麻。常規(guī)顯露病變,開骨槽并徹底刮除腫瘤組織。瘤壁以電刀或苯酚徹底、廣泛燒灼,注意避免苯酚外溢灼傷正常組織。生理鹽水反復(fù)沖洗,紗布填塞瘤腔并徹底止血。以顆粒狀多孔磷酸三鈣填充,松散放置,不擠壓。38 例中 2 例負重部位骨缺損范圍較大的采用異體松質(zhì)骨條+多孔 TCP 人工骨,1 例為右股骨骨巨細胞瘤術(shù)后復(fù)發(fā) ( 缺損范圍21 cm2),1 例為左股骨頸骨纖維結(jié)構(gòu)不良 ( 缺損范圍15 cm2)。其余均為單純 TCP 人工骨填充。

      多孔磷酸三鈣生物陶瓷顆粒由上海貝奧路生物材料有限公司研制和生產(chǎn)[5-6],成分為 β-TCP,純度>95%,直徑 3~5 mm,孔隙率 ( 70±15 ) %,均勻分布球形孔徑 500~600 μm,孔壁光滑,連接徑110~120 μm,孔隙連通率>99% ( 圖1 )。

      三、療效判定標準

      通過 X 線進行磷酸鈣人工骨的圖像分析,半定量反映材料降解情況,間接反映新骨生成情況。分別于術(shù)前 1 周內(nèi)、術(shù)后 l 個月、3 個月、6 個月、1 年、2 年、3 年行正位 X 線攝片,16 格區(qū)分法[7]并使用圖像分析軟件 Imagetool V3.0 ( UTHSCSA,USA ) 分析植骨區(qū)灰度變化,計算材料降解率,動態(tài)觀察多孔磷酸三鈣人工骨降解情況。半定量評定標準 ( 5 分法 )[7]具體為:“一”材料邊界和內(nèi)部結(jié)構(gòu)清晰易辨;“+”材料邊界模糊,但內(nèi)部結(jié)構(gòu)易辨;“++”材料邊界和內(nèi)部結(jié)構(gòu)模糊,結(jié)構(gòu)較難辨認;“+++”材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)無法辨認,但材料痕跡存在;“++++”材料痕跡消失,與周圍結(jié)構(gòu)融合。

      28 例序列影像資料完整的患者進行圖像半定量分析,其中 3 例超過 2 年但是不足 3 年。按年齡分為<16 歲組 ( 10 例 ) 和>16 歲組 ( 18 例 ),按腫瘤體積分為<10 cm3組 ( 16 例 ) 和>10 cm3組( 12 例 )。

      結(jié) 果

      所有患者術(shù)后未見任何過敏或毒性反應(yīng),無皮疹或高熱,無瘙癢或紅腫,術(shù)前和術(shù)后 1~2 周內(nèi)的血鈣、磷水平未見明顯升高,傷口均 I 期愈合。X 線片顯示人工骨與宿主骨貼合緊密無間隙,隨時間推移,骨缺損處材料逐漸降解,骨小梁形態(tài)逐漸形成,解剖形狀大部分或全部恢復(fù)。

      總體觀察 ( 表1 ) ( 圖2 ),術(shù)后 3 個月約一半人工骨降解 ( 51.89% ),同時新骨形成;術(shù)后 6 個月,人工骨殘余約 1 / 4,新骨小梁形成 ( 圖3~6 );術(shù)后1 年骨小梁塑形滿意,仍有人工骨存在 ( 87.78% ),多數(shù)出現(xiàn)硬化骨 ( 圖3~6 );術(shù)后 2~3 年甚至5 年,人工骨未完全降解 ( 96.48%~99.04% ),但患者功能正常 ( 圖3~4 )。說明隨時間延長,人工骨材料逐漸降解,新骨逐漸形成,以術(shù)后 1 年新骨成骨、材料降解速度最快。

      表1 不同隨訪時間各組影像學(xué)評分“++++”所占百分比 ( % )Tab.1 The percentage of “++++” in different groups at various follow-up points ( % )

      年齡<16 歲組新骨成骨、材料降解速度明顯高于>16 歲組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義 ( P<0.05 ),術(shù)后1 個月至 12 個月最明顯 ( P<0.01 )。說明年齡越小,新骨成骨、材料降解速度越快,新骨塑形時間越短,功能恢復(fù)越快。

      體積<10 cm3組新骨成骨、材料降解速度明顯高于>10 cm3組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義 ( P<0.05 ),術(shù)后 3 個月至 12 個月最明顯 ( P<0.01 )。說明腫瘤體積越小,新骨成骨、材料降解速度越快,新骨塑形時間越短,功能恢復(fù)越快。

      術(shù)后 1 年部分病例隨訪出現(xiàn)骨硬化現(xiàn)象 ( 圖3~5 ),可能由于人工骨材料沒有完全降解,而新骨形成滿意,導(dǎo)致局部密度增高。隨時間進一步延續(xù),人工骨材料進一步降解 ( 速度慢于術(shù)后 1 年內(nèi) ),新骨進一步塑形,恢復(fù)原有骨小梁結(jié)構(gòu)及髓腔再通。

      圖 1 掃描電子顯微鏡觀察 β-TCP 多孔生物陶瓷微結(jié)構(gòu) ( ×400 )圖 2 總體及分年齡組 ( 16 歲 )、體積 ( 10 cm3) 半定量分析曲線圖圖 3 患者,男,43 歲,左小指指骨內(nèi)生軟骨瘤,腫瘤體積 0.72 cm33a:術(shù)前 X 線片見左小指植骨低密度病變;3b:術(shù)后 1 個月 X 線片見材料填充滿意;3c:術(shù)后 1 年材料完全降解,局部硬化骨形成;3d:術(shù)后 5 年新骨骨小梁形成,硬化骨消失Fig.1 The microstructure of porous β-TCP bioactive ceramic was observed with scanning electronic microscope ( ×400 )Fig.2 The diagram of semi-quantitive radiographic analyzing in total, in different age groups ( 16 years ) and in different volume groups ( 10 cm3)Fig.3 A 43-year-old male patient was diagnosed as phalanx enchondroma in the left little fnger, and the tumor volume was 0.72 cm3 3a: The preoperative X-ray showed low density lesion in the phalange of the left little fnger; 3b: The X-ray at 1 month after the operation showed TCP was flled into the defect; 3c: At 1 year after the operation, TCP was fully degraded with local sclerotic bone formation; 3d: At 5 years after the operation, trabecular bone formation was observed with the disappearance of sclerotic bone

      圖 4 患者,男,37 歲,左股骨近端骨囊腫,腫瘤體積 49.35 cm34a:術(shù)前 X 線片見左股骨粗隆間邊界清楚的溶骨性病變;4b~4c:術(shù)后 5 天及術(shù)后 3 個月 X 線片見材料填充滿意;4d:術(shù)后 1 年新骨骨小梁塑形,出現(xiàn)硬化骨,TCP 仍存在;4e~4f:術(shù)后 2 年、3 年,股骨頸、粗隆部骨小梁力線結(jié)構(gòu)清晰正常,TCP 未完全降解Fig.4 A 37-year-old male patient was diagnosed as bone cyst in the left proximal femur, and the tumor volume was 49.35 cm3 4a: The preoperative X-ray showed osteolytic lesion with a clear border in the left femoral trochanter; 4b-4c: The X-rays at 5 days and 3 months after the operation showed TCP was flled into the defect; 4d: At 1 year after the operation, the new trabecular bone remodeling and local sclerotic bone formation were observed, with the existence of TCP; 4e-4f: At 2 and 3 years after the operation, the normal bone trabecula was observed in the femoral neck and trochanter. TCP had not been fully degradedtrabecular bone formation was observed with the disappearance of sclerotic bone

      討 論

      骨腫瘤病灶清除術(shù)后形成的骨缺損是骨科治療的一個難題。理想的人工骨修復(fù)材料應(yīng)具有良好的生物相容性,能有效充當(dāng)新骨形成的支架,在體內(nèi)逐漸生物降解并被新生骨組織替代。植骨一般分為結(jié)構(gòu)植骨和填充植骨。對于無機陶瓷材料,彈性模量高,力學(xué)強度較差,更適合于結(jié)構(gòu)植骨,即為骨髓干細胞提供暫時性支架結(jié)構(gòu),利于細胞貼附,隨新生骨組織逐漸形成,支架結(jié)構(gòu)逐漸降解。同以往研究類似,多孔 TCP 主要充當(dāng)新骨形成的支架,發(fā)揮骨傳導(dǎo)作用完成骨缺損修復(fù)[8]。我們發(fā)現(xiàn),術(shù)后X 線片多孔 TCP 顆粒間有間隙,部分材料甚至遠離缺損部位。但是,術(shù)后隨訪發(fā)現(xiàn)仍然取得良好骨修復(fù)效果,游離的 TCP 逐漸降解消失 ( 圖3 ),進一步提示本研究所采用多孔 TCP 人工骨具有良好生物降解性。Lu 等[5]的研究指出,TCP 降解性優(yōu)于 CPC,因為其降解主要依靠生理溶液溶解而不是 CPC 依賴的細胞介導(dǎo)降解。我們認為手術(shù)中應(yīng)當(dāng)將多孔 TCP人工骨松散放置,不要施加任何擠壓力,更不能像對待自體骨和異體骨那樣打壓植骨,因為 β-TCP 生物陶瓷的帶有內(nèi)連接的多孔微結(jié)構(gòu)是其成骨及降解的必備微環(huán)境條件,而打壓植骨則破壞了人工骨的微結(jié)構(gòu),使其成骨及降解過程完成緩慢。因此,結(jié)構(gòu)比材料本身更重要。

      對于骨缺損的修復(fù),要在對骨組織形成和再生過程充分認識的基礎(chǔ)上,不僅僅是植入新的空間結(jié)構(gòu),更重要的是骨缺損部位形成新的功能性骨組織[9]。近年來,除了傳統(tǒng)自體骨和異體骨,生物陶瓷材料逐漸應(yīng)用于臨床骨缺損修復(fù),主要包括磷酸三鈣 ( tricalcium phosphate,TCP )、羥基磷灰石 ( hydroxyapatite,HA ) 和自固化磷酸鈣 ( calciun phosphate cement,CPC )。CPC 已作為骨替代物用于骨腫瘤骨缺損的修復(fù),取得了優(yōu)于 HA 的臨床效果[10-11]。Lu 等[5]的研究指出,TCP 較 CPC、HA 具有更好的降解性和成骨效果。本組研究表明,隨時間延長,TCP 人工骨材料逐漸降解,新骨逐漸形成,以術(shù)后 1 年內(nèi)降解速度最快?;颊吣挲g越小(<16 歲 )、腫瘤體積越小 (<10 cm3),新骨成骨、材料降解速度越快。

      圖 5 患者,男,22 歲,右股骨粗隆軟骨母細胞瘤,腫瘤體積 47.73 cm35a:術(shù)前 X 線片見右股骨粗隆間邊界清楚的溶骨性病變;5b~5c:術(shù)后 4 天及術(shù)后 1 個月 X 線片見材料填充滿意;5d:TCP 長期存在,但患者功能在術(shù)后 6 個月恢復(fù)正常;5e:術(shù)后 1 年仍可觀察到 TCP 存在,但功能無異常Fig.5 A 22-year-old male patient was diagnosed as chondroblastoma in the right femoral trochanter, and the tumor volume was 47.73 cm3 5a: The preoperative X-ray showed osteolytic lesion with a clear border in the right femoral trochanter; 5b-5c: The X-rays at 4 days and 1 month after the operation showed TCP was flled into the defect; 5d: The limb function of the patient was restored normally at 6 months after the operation, with the long-term existence of TCP; 5e: At 1 year after the operation, the limb function of the patient was still in normal condition, and TCP could still be observed

      圖 6 患者,男,4 歲,右脛骨下段骨囊腫,腫瘤體積 10.08 cm36a:術(shù)前 X 線片見右脛骨下段邊界清楚的溶骨性病變;6b~6c:術(shù)后3 天及術(shù)后 1 個月 X 線片見材料填充滿意;6d:術(shù)后 3 個月觀察到骨性愈合;6e:術(shù)后 1 年出現(xiàn)硬化骨,髓腔開始再通;6f:術(shù)后 3 年材料完全消失,髓腔再通滿意Fig.6 A 4-year-old male patient was diagnosed as bone cyst in the right distal tibia, and the tumor volume was 10.08 cm3 6a: The preoperative X-ray showed osteolytic lesion with a clear border in the right distal tibia; 6b-6c: The X-rays at 3 days and 1 month after the operation showed TCP was flled into the defect; 6d: At 3 months after the operation, bony healing was observed; 6e: At 1 year after the operation, the medullar cavity was reformed, with local sclerotic bone formation; 6f: At 3 years after the operation, good medullar cavity reformation was observed, with fully disappearance of the TCP

      我們認為,對于上肢 ( 如肱骨、指骨等 ) 及不負重部位 ( 如胸骨等 ) 的骨缺損,可以采用單純多孔 TCP 填充修復(fù) ( 圖3 )。對于脊柱、下肢等負重部位,應(yīng)當(dāng)使用內(nèi)固定鋼板或適當(dāng)選用自體骨、異體骨做輔助支撐。以往臨床研究也采用多孔 TCP 人工骨與自體骨、異體骨混合用于大范圍骨缺損的修復(fù)[8]。Jiang 等[12]采用本研究使用的多孔 TCP+內(nèi)固定鋼板治療跟骨骨折,優(yōu)良率 91.9%。Dai 等[13]將本研究使用的多孔 TCP+融合籠用于頸前路椎體間融合,隨訪 2 年,影像融合率 100%。同樣用于腰椎后外側(cè)融合,隨訪 3 年,影像融合率 100%[14],而自體骨組均出現(xiàn)取骨處疼痛現(xiàn)象。因此,本研究采用的多孔 TCP 在脊柱、下肢等負重部位骨腫瘤骨缺損修復(fù)中也應(yīng)當(dāng)具有良好的骨缺損修復(fù)效果。

      多孔 β-TCP 人工骨顆粒作為一種新型的生物可控性微結(jié)構(gòu)的骨植入修復(fù)材料,具有良好的生物相容性、可降解性、骨傳導(dǎo)性等優(yōu)點,可以取代同種異體骨作為修復(fù)骨腔隙性缺損的植骨材料。我們臨床長期隨訪表明,雖然存在生物力學(xué)強度差、支撐力不夠等不足,多孔磷酸三鈣修復(fù)腔隙性骨缺損的成骨能力確切、降解速度可靠。本研究僅為單中心臨床回顧性研究,尚需進行前瞻性多中心、隨機對照臨床研究,更客觀的評價此材料的臨床應(yīng)用價值。

      [1] 桑宏勛. 多孔TCP人工骨修復(fù)腫瘤性骨缺損的臨床效果與骨愈合機制探討. 中國修復(fù)重建外科雜志, 2008, 22(4): 463-467.

      [2] 史定偉. β-TCP 植入人體骨缺損后的組織學(xué)觀察. 生物骨科材料與臨床研究, 2008, 5(3):8-10.

      [3] 許宋鋒, 于秀淳, 徐明. 多孔磷酸三鈣修復(fù)良性骨腫瘤骨缺損的臨床研究. 生物骨科材料與臨床研究, 2011, 8(03):10-13.

      [4] 翟永飛. 胸骨內(nèi)生軟骨瘤一例報告. 中國骨腫瘤骨病, 2011, 10(2):209-210.

      [5] Lu J, Descamps M, Dejou J, et al. The biodegradation mechanism of calcium phosphate biomaterials in bone. Journal of Biomedical Materials Research, 2002, 63(4):408-412.

      [6] Lu JX, Flautre B, Anselme K, et al. Role of interconnections in porous bioceramics on bone recolonization in vitro and in vivo. Journal of Materials Science, 1999, 10(2):111-120.

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      [8] 鄭啟新, 杜靖遠. 多孔磷酸三鈣陶瓷人工骨修復(fù)兒童骨缺損.中華小兒外科雜志, 1996, 17(2):70-72.

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      [14] Dai LY, Jiang LS. Single-level instrumented posterolateral fusion of lumbar spine with beta-tricalcium phosphate versus autograft: a prospective, randomized study with 3-year followup. Spine, 2008, 33(12):1299-1304.

      ( 本文編輯:王永剛 )

      2014 Spinendos 國際經(jīng)皮脊柱內(nèi)鏡學(xué)術(shù)研討會通知

      由中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會脊柱脊髓損傷專業(yè)委員會微創(chuàng)脊柱外科學(xué)組、《中國骨與關(guān)節(jié)雜志》編輯部、衛(wèi)計委內(nèi)鏡與微創(chuàng)醫(yī)師定期考核培訓(xùn)學(xué)校與中國人民解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院全軍骨科研究所聯(lián)合主辦的“2014 Spinendos國際經(jīng)皮脊柱內(nèi)鏡學(xué)術(shù)研討會”,定于 2014 年 5 月 9~11 日在北京舉行。侯樹勛醫(yī)師作為本次研討會的主席,誠摯地邀請各位同仁前來參加本次研討會。

      此次研討會將邀請德國著名的經(jīng)皮脊柱內(nèi)鏡專家Stefan Hellinger 醫(yī)師出席會議,同時也邀請到眾多國內(nèi)著名的經(jīng)皮脊柱內(nèi)鏡專家出席本次研討會并作精彩的發(fā)言。本次研討會將以尸體操作培訓(xùn)、手術(shù)演示和病例討論的方式來介紹當(dāng)前經(jīng)皮脊柱內(nèi)鏡技術(shù)的手術(shù)方法、適應(yīng)證和并發(fā)癥。從臨床實用角度,結(jié)合臨床疑難病例,現(xiàn)場互動討論,歡迎大家提供病例,進行討論。

      聯(lián)系人及方式:連偉 13581626681

      http: //www.spinendos.com.cn

      Email: spinendos@163.com

      Porous tricalcium phosphate for the repair of lacunar bone defects: a follow-up report of 38 cases


      XU Songfeng, XU Ming, YU Xiu-chun, SUN Yu-xi, YANG Yang, SU Qing, HU Rui, ZHAI Yong-fei, LU Jian-xi. Department of Orthopedics, General Hospital of Jinan Military Region, Jinan, Shandong, 250031, PRC

      ObjectiveTo assess the over-2-year clinical outcomes of porous tricalcium phosphate ( TCP ) for the repair of lacunar bone defects.MethodsA total of 38 patients with lacunar bone defects underwent the repair with porous TCP from March 2008 to September 2011, including 22 males and 16 females, whose average age was 23 years old ( range; 3-58 years ). Tumor sizes varied from 0.72 cm3to 151.88 cm3, with the average size of 35.62 cm3. All patients were followed up for a mean period of 41 months ( range; 25-65 months ). The in vivo biodegradation rate of the implanted TCP was evaluated based on the radiographic analyzing method. The gray scale change of the grafting area in plain X-ray images was used to assess the degradation of porous TCP.ResultsThere was neither signifcant reverse reaction to the transplanted material nor locally infammatory reaction in all of the cases. Bone defects were repaired gradually, in company with the degradation of TCP materials and the formation of new bone. The rates of TCP degradation and new bone formation were fastest in the frst year postoperatively. The younger the patients were ( <16 years old ) and the smaller the tumor size was ( <10 cm3), the faster the rates were.ConclusionsThe porous TCP is an ideal material for the repair of lacunar bone defects caused by benign or invasive tumors, and the over-2-year follow-up results are satisfactory .

      Calcium phosphates; Bone diseases; Reconstructive surgical procedures; Biomedical research

      10.3969/j.issn.2095-252X.2014.04.010

      R738.1

      250031 濟南軍區(qū)總醫(yī)院骨病科 ( 許宋鋒,徐明,于秀淳,孫玉璽,楊陽,蘇情,胡睿,翟永飛 );200335 上海貝奧路生物材料有限公司 ( 盧建熙 )

      于秀淳,Email: yxch48@vip.sina.com

      2013-10-27 )

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      多孔鉭棒聯(lián)合植骨治療成年股骨頭壞死的臨床研究
      30例Ⅰ型成骨不全患者股骨干骨折術(shù)后康復(fù)護理
      天津護理(2015年4期)2015-11-10 06:11:41
      簡述放射性核素骨顯像比X線片發(fā)現(xiàn)骨腫瘤要提早的原因。
      一期復(fù)合植骨外固定架固定、VSD引流治療Gustilo-Anderson Ⅲ型骨折的臨床觀察(附8例報告)
      醫(yī)院放射科X線片的質(zhì)量管理分析
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