钽金属的医学应用探究

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1、钽金属的医学应用探究发布时间:2014-08-28    来源:毕业论文网　　1、钽应用的生物学基础　　不溶性的钽盐经过口腔或局部注射均不被人体吸收，胃肠道对可溶性钽盐的吸收量也极小。钽一旦进入人体后，负责清除钽的主要载体是吞噬细胞，体内吞噬细胞在接触钽尘1h后均可存活且无细胞变性，仅伴有葡萄糖氧化的明显增加。而在相同条件下，矽尘则可使吞噬细胞出现严重胞浆变性和死亡，这说明钽是无细胞毒性的[5]。1940年，纯钽首次被应用于骨科医疗[6]，多数报道显示钽金属作为人体植入物未发现任何不良反应。　　2、钽的医学应用　　2.1钽丝

2、　　钽的延展性好，可制成与头发丝相当甚至更细的细丝。钽丝作为手术缝合线具备灭菌简易、刺激较小、抗张力大等优点，但同时也存在不易打结的缺点。钽丝可用于缝合骨、肌腱、筋膜，以及减张缝合或口腔内牙齿固定，还可用作内脏手术使用的缝合线，或嵌人人造眼球中。钽丝甚至可以替代肌腱和神经纤维。徐皓等[7报道了33例采用钽丝环扎内固定治疗各种类型髌骨骨折病例，术后随访5个月至l6年中，除2例出现轻度创伤性关节炎外，其余31例均取得良好疗效，无并发症。　　2.2钽片　　钽金属可以制作成各种形状和尺寸的钽片，根据人体各部位的需要进行植入，如修补、

3、封闭人体破碎头盖骨和四肢骨折的裂缝及缺损。而用钽片制成人造耳固定在头部之后，再从腿上移植皮肤，经过一段时间后，新移植的皮肤生长得很好，几乎看不出是人造钽耳朵。　　2.3钽支架　　利用钽丝可编织成网状球囊扩张支架，钽支架在X光下清晰可视，非常便于监测和随访。其长期滞留体内无断裂及腐蚀。钽的柔韧性良好，因此钽丝支架可以较好地适应动脉的正常搏动，能够快速、准确地释放。侯东明等[8将钽丝支架植入小型猪的冠状动脉内，并观察了植入后6个月的结果。结果表明，植入支架后冠状血管未见局部组织排异反应，新生内膜的增殖呈时相性过程;在3个月时，新

4、生内膜的增殖达到峰值，其成分主要是大量增殖的平滑肌细胞和细胞外基质。临床实验结果显示，即使在病人患有缺血性综合症的情况下，钽丝支架介入治疗也是安全有效的，急性和亚稳性血栓也稳定在允许的范围内，血管的再生结果令人满意[9]。该疗法可以应对复杂的伤害，手术操作性良好，6个月后的亚急性血栓和血管再狭窄率下降L1。　　2.4多孔钽棒　　多孔钽棒是一种具有人体松质骨结构特点的蜂窝状立体棒状结构，平均孔隙为430~m，孔隙率为75～8O。多孑L钽棒的弹性模量约为3GPa，介于松质骨(约为1GPa)与皮质骨(约为15GPa)之间，远低于常

5、用的钛合金植人材料(约为11OGPa)，从而可避免应力遮挡效应『1]。多孔钽棒由Zimmer公司制备，图1为多孔钽棒以及植入后的X光片。多孔钽棒植入主要用于早中期股骨头缺血性坏死的治疗~13,14]。股骨头坏死是因股骨头血运破坏所导致的一种影响功能的疾病，任何年龄均可患该病，但多发于年轻人。对于早期股骨头坏死的治疗，主要有降低股骨头内压力、增加股骨头血供、防止或减慢股骨头变形等方法。多孔钽棒对股骨头坏死区域有很好的支撑作用，避免股骨头塌陷，并有对股骨头缺血坏死区域再血管化的潜能[1。多孔钽可以促进细胞增殖，提高成骨细胞的造骨

6、能力1.】。临床实验表明，钽金属植入物治疗早期股骨头坏死的早期临床效果令人满意rl，术后成功率明显高于腓骨植骨术。多孔钽棒植入与传统手术相比，具有手术操作简单、手术时间短(平均手术时间为36min)、出血量少(平均出血为70mL)、创伤小、术后恢复快、住院时间短(平均为lOd)等优点l_】。因此，钽棒植人为临床治疗早期股骨头坏死提供了一种新的选择。　　2.5多孔钽人工关节　　多孔钽作为人工关节材料也具有明显优势。多孔钽有一定的弹性，当与弹性模量相对较大的皮质骨发生相互作用时，在一定范围内会产生轻微形变而不发生碎裂。这一特性使

7、多孔钽髋臼盖与骨性髋臼能更好地相配，提高植入物的初期稳定性，减少发生髋臼骨折的可能。另外，多孔钽的摩擦系数比其它多孔材料高，如相对松质骨和皮质骨，多孔钽的摩擦系数分别是0.88和0.74，比用其它方式进行表面处理后的材料的摩擦系数高4O～8O，这也有利于植入后的初期稳定性口。人们将超高分子量、高密度聚乙烯直接压制在完全由多孔钽组成的基材上，制备出多孔钽髋臼盖。这种一体化的设计比实心金属髋臼盖更加富有弹性，更符合人体生理结构，并且能将载荷均匀地传递给周围的骨骼[2]。聚乙烯和多孔钽的整体性避免了多孔钽底部的磨损以及体液和残屑从

8、螺丝孔流出[22,23]，相关的临床试验结果证实没有错位和无菌性松动现象发生【2。参考多孔钽髋臼盖的设计理念，多孔钽一聚乙烯一体化的胫骨连结平台已设计成功[25这种设计比传统材料具有更低的弹性模量，从而将对周围胫骨的应力遮挡效应降低到更小的程度。针对髌骨缺失设计的髌骨假体，将多孔钽穹型结构