《The Journal of Arthroplasty》:Comparative Effects of Porous Tantalum and Porous Titanium: A Systematic Review and Meta-Analysis
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多孔钛与多孔钽的生物功能比较:系统综述和元分析显示两者在细胞、动物及临床水平的生物相容性、骨生成特性及力学特性均无显著差异,基于更轻、更低成本及广泛临床应用,推荐优先选择多孔钛。
Youhao Wang|Lu Xu|Xu Yang|Renhua Ni|Zehao Jing|Hong Cai|Weishi Li
北京大学第三医院骨科,北京,100191,中华人民共和国
摘要
背景
多孔金属具有高孔隙率的特点,这有助于降低杨氏模量,并促进新骨组织的生长和液体交换。钛和钽是骨科中最常用的多孔金属。尽管许多研究对比了多孔钛和多孔钽,但研究结果并不一致。本研究旨在比较多孔钛和多孔钽的生物功能,并为临床决策提供建议。
方法
本研究遵循Cochrane干预措施系统评价手册进行了系统评价和荟萃分析。在检索和筛选后,纳入了38项关于多孔钛和多孔钽的相关研究。我们将所有研究结果分为四个评估指标:生物相容性、成骨特性、生物力学特性和细菌粘附特性,并进行了定量荟萃分析或定性评估。植入部位包括颈椎、腰椎、股骨、髋关节等区域。
结果
荟萃分析显示,在细胞、动物和临床水平上,多孔钛和多孔钽在生物相容性、成骨特性和生物力学特性方面均无统计学上的显著差异(所有P > 0.05)。对细菌粘附特性的定性评估也未发现两种材料之间存在显著差异。
结论
本系统评价和荟萃分析表明,多孔钛和多孔钽在生物功能上没有统计学上的显著差异。鉴于多孔钛重量更轻、成本更低且在临床应用更为广泛,建议在没有多孔钽明显优势的情况下,优先选择多孔钛作为骨替代材料。
引言
超过一定大小的骨缺损需要外部桥接和支持来帮助愈合1。尽管组织工程和再生医学取得了进展,但关键骨缺损的重建仍然具有挑战性2。将金属和合金作为骨植入物已有悠久的历史。然而,这些材料制成的植入物通常比天然骨骼更硬,会导致应力屏蔽并影响骨骼愈合。因此,研究人员引入了可调节的孔隙率来解决这个问题。在骨科领域,多孔金属被定义为一种具有高孔隙率的材料,能够促进骨组织的生长和整合3。理想的多孔材料首先应具有良好的生物相容性,即被生物体接受并且不会对周围组织产生不良反应,同时还能促进成骨4。随着增材制造技术的进步,由于钛合金的成本相对较低且具有定制潜力,它们被更广泛地使用,但仍存在许多缺点。例如,它们的生物惰性会导致周围组织产生非特异性和随机的反应,从而影响骨整合5。作为一种新的修复材料,钽对成骨细胞的增殖、分化和矿化有效6。然而,钽在骨替代方面的优势仍存在争议,因此在临床实践中如何选择多孔钛或多孔钽仍是一个挑战。本研究旨在系统地回顾、总结和分析以往关于多孔钛和多孔钽的研究,以更好地了解它们的特性,评估它们的相对优缺点,并为选择具有更好生物功能的骨替代材料提供基于证据的推荐。
研究部分
目的
我们比较了多孔钛和多孔钽作为骨替代材料的用途。评估指标包括生物相容性、成骨特性、生物力学特性和细菌粘附特性。由于本研究综合了已发表文献的数据,因此无需IRB(机构审查委员会)的批准。
质量保证
本系统评价遵循Cochrane干预措施系统评价手册进行。所有参与研究的人员...
结果
我们将所有选定文章的结果分为四类:1)生物相容性(不包括成骨、骨生长和骨整合的病理学研究);2)成骨特性(包括成骨、骨生长和骨整合);3)生物力学特性(例如推入和推出测试);4)细菌粘附特性(例如膜形成)。所有结果指标详见附表1。
纳入研究的结果总结
利用上述方法和策略,我们选择了38项研究进行系统评价和荟萃分析。在相应的研究结果中,19项研究表明多孔钽的实用性更好7-9,17,19–24,26,29,31-32,35,37,39-40,43;6项研究表明多孔钛的实用性更好10,13,18,30,41,44;其余13项研究未发现多孔钛和多孔钽之间存在明显差异11,12,14, 15, 16,25,27, 28,33, 34,36,38,42。
本研究总结与意义
本研究旨在探讨常用的多孔金属骨替代材料。目前尚无关于如何在多孔钛和多孔钽之间做出选择的共识。为了支持临床决策,本研究比较了这两种材料的差异。据我们所知,这是首次全面评估多孔钛和多孔钽在多个生物学维度上的系统评价和荟萃分析。(图7)。
结论
系统评价和荟萃分析的结果表明,多孔钛和多孔钽在生物功能上没有统计学上的显著差异。鉴于多孔钛重量更轻、成本更低且在临床应用中更为广泛,除非未来的研究证明多孔钽具有明显优势,否则目前没有充分的证据支持用多孔钽替代它。
未引用的参考文献
45.; 46.; 48.; 54.; 55.; 45.; 46.; 48.; 54.; 55..
CRediT作者贡献声明
Youhao Wang:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 原稿撰写,数据管理。Lu Xu:数据管理。Xu Yang:撰写 – 审稿与编辑。Renhua Ni:数据管理。Zehao Jing:撰写 – 审稿与编辑。Hong Cai:撰写 – 审稿与编辑。Weishi Li:监督。