引用本文： 趙云龍, 張凈宇, 張浩然, 胡永成. 生物型骨干假體柄的研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2022, 36(5): 643-647. doi: 10.7507/1002-1892.202112067 復制
自1982年Lempberg等[1]首次應用骨干假體為下肢骨腫瘤患者進行肢體重建以來，骨干假體已被廣泛應用于四肢長骨大段骨缺損的重建治療，具有手術操作簡單、肢體功能恢復快、患者滿意度高等諸多優點[2-4]。根據假體柄固定方法的不同，骨干假體主要分為骨水泥型和生物型兩種，兩種假體各有優缺點。骨水泥型假體是通過骨水泥連接固定宿主骨與假體柄，具有術后即刻穩定的優點，缺點是假體穩定性會隨著時間延長而逐漸降低，與骨水泥固定相關的骨水泥植入綜合征是一種具有潛在致死性的嚴重并發癥 [5-8]。1979年，Lord等[9]首次報道了生物型假體的臨床應用。該類型假體是通過假體柄與宿主骨的緊密壓配以及假體柄表面骨長入來連接固定宿主骨與假體柄，初始穩定性低于骨水泥型假體，但是假體穩定性會隨著骨長入的增加而逐漸提高，尤其適用于預期生存時間較長、骨質較好的患者。生物型假體的固定不依賴骨水泥，生物相容性更高，可有效避免骨水泥植入綜合征等骨水泥相關并發癥的發生。
隨著計算機輔助設計、材料學、假體制造和外科技術的發展，生物型骨干假體，尤其是假體柄的設計與固定方法也得到不斷改進和完善，假體穩定性逐步提高，進一步推動了其臨床應用。現對近年來生物型骨干假體柄的研究進展作一綜述，以期為進一步改進生物型骨干假體提供參考。
1 生物固定的影響因素
生物固定是在早期假體柄與宿主骨緊密壓配基礎上，誘導新生骨組織長入假體柄表面孔隙，最終形成骨性固定。影響生物固定牢固程度的因素較多，置換術中術者是通過敲擊、推送等方式將生物型假體柄嵌入宿主骨，故假體柄初始穩定性主要與假體柄與髓腔匹配程度、假體柄與宿主骨壓配程度、假體柄表面粗糙度、患者骨質情況以及術者經驗等相關。
置換術后新生骨組織逐漸長入假體柄表面孔隙，故假體柄的后期穩定性與骨長入程度相關。影響骨長入的因素主要包括假體柄表面涂層材料、假體柄表面多孔結構、假體柄與宿主骨壓配程度以及患者骨質情況等[10]。
上述因素導致了生物固定效果存在個體差異和不確定性，影響了生物型假體的臨床應用。同時，由于生物型假體的后期穩定性依賴骨長入，但研究表明骨長入時間可長達12周以上[11]，所以患者術后需要長時間肢體制動，影響了早期康復鍛煉，下肢深靜脈血栓形成、關節僵硬等術后并發癥發生風險相應增加。
2 提高生物型骨干假體柄固定效果的方法
鑒于生物固定存在個體差異和不確定性，提高生物型骨干假體柄的固定效果成為提高假體治療效果的重要途徑。目前研究采用的方法主要包括優化假體柄外形結構、增加輔助固定、改進假體柄表面涂層材料、改進假體柄表面多孔結構。
2.1 優化假體柄外形結構
生物型骨干假體的穩定性與假體柄外形結構密切相關，優化假體柄外形結構有助于改善假體穩定性，尤其是初始穩定性，常用的優化方法包括改變假體柄幾何形狀、增加溝槽設計等[12-13]。優化假體柄外形結構在改善其固定效果同時，也進一步擴大了生物型骨干假體的使用范圍。既往對于脛骨近端惡性腫瘤，由于無法進行骨干假體重建，常采用全膝關節切除重建治療，對患者肢體功能影響較大。Guder等[14]對生物型骨干假體進行了優化設計，采用超短柄的骨干假體治療4例脛骨近端腫瘤患者，避免了膝關節切除對患者肢體功能的影響。該假體近端設計為大直徑超短柄加承重平臺，為脛骨近端殘留高度>3 cm的患者保留膝關節奠定了基礎，假體固定效果滿意，術后患肢功能良好，骨與軟組織腫瘤協會（MSTS）評分達平均28分。
近年來，計算機輔助設計和3D打印技術相結合，為生物型骨干假體的設計和制作提供了一種新方法。借助于影像采集技術和計算機輔助設計，3D打印技術可以根據虛擬截骨后的殘余髓腔制作特定尺寸、形狀和孔隙結構的骨干假體柄，假體柄與髓腔良好匹配可有效提高固定效果、降低應力遮擋。Zhao等[15]采用3D打印骨干假體為5例超臨界脛骨干骨缺損患者進行重建治療。該組患者脛骨切除長度超過15 cm或者大于脛骨總長度的60%，脛骨殘端長度僅為0.5～4.0 cm，3D打印制備的大直徑假體柄與脛骨殘端匹配良好，術后無肢體疼痛發生。Guder等[16]應用3D打印生物型骨干假體為大段脛骨缺損患者進行重建治療，根據虛擬截骨后的殘余髓腔制作對應尺寸和形狀的假體柄，采用鈦合金材質進行打印，假體固定效果滿意，術后肢體功能良好，平均MSTS評分和多倫多保肢評分（TESS）分別為23.5分和88分。
2.2 增加輔助固定
生物型假體的初始穩定性低于骨水泥型假體，增加輔助固定是提高生物型骨干假體柄固定效果的常用方法，包括增加鎖釘、螺釘以及鋼板固定等。增加鎖釘固定可顯著提升假體柄抗旋轉、抗牽拉能力，改善其固定效果[13]。Ruggieri等[17]采用雙鎖釘輔助固定生物型骨干假體柄，4例骨干腫瘤患者（2例脛骨和2例肱骨）接受了病灶切除和假體重建治療，所有假體固定效果良好，術后無脫位及旋轉不穩定發生。Zhao等[15]采用多枚鎖釘輔助固定生物型骨干假體柄，5例脛骨干惡性腫瘤患者接受了病灶切除和假體重建治療，術后6周患者可部分負重，術后平均3.2個月達到骨性固定，無假體松動、脫位等并發癥發生。McGough等[18]還報道了一種加壓固定的假體柄技術，該假體柄頂端采用多枚鎖釘固定，通過逐漸加壓方法實現假體柄基底部與截骨面緊密貼合，假體柄基底部的多孔涂層設計有利于骨長入，形成骨性固定。
增加螺釘輔助固定常用于提高短柄假體的固定效果 [14, 19]。膝關節周圍腫瘤切除后，常出現殘留骨較短、骨干假體難以適用的情況，Liu等[20]通過增加2枚鎖釘和2枚萬向螺釘固定方法，解決了短柄假體穩定性較差的難題，進一步擴展了骨干假體的適用范圍，最大限度地保留了患者膝關節功能。
增加鋼板輔助固定有利于實現骨干假體多水平、多部位穩定，提升假體固定效果。Zhao等[21]采用增加鋼板以及鎖釘固定的方法提高骨干假體固定效果，鋼板兩端分別與假體和宿主骨相連接，患者可早期恢復下肢負重及活動，術后髖、膝關節活動范圍與術前基本一致。Guder等[16]采用3D打印技術制作雙側鋼板輔助固定的骨干假體，雙側鋼板與骨干假體為一體結構，通過多層面螺釘固定提高假體固定效果，在脛骨殘余骨量較少情況下保留了患者肢體，最大限度地保護了膝關節功能。Nakamura等[22]將增加了側翼鋼板的骨干假體用于股骨遠端骨肉瘤切除后的重建，通過多枚鎖釘連接側翼鋼板與假體柄，提高假體柄固定效果，患者5年假體生存率為80.0%，應用該假體的困難之處是存在鎖釘難以植入的可能。
增加輔助固定方法能明顯提高生物型骨干假體柄的固定效果，不足之處是增加了手術顯露和手術創傷，輔助固定如鎖釘、螺釘等存在植入困難的風險，可能增加手術難度、延長手術時間。而且，輔助固定進一步破壞了宿主骨完整性，降低了宿主骨生物力學性能。
2.3 改進假體柄表面涂層材料
生物型骨干假體柄表面涂層材料是影響骨長入的重要因素，改進涂層材料有助于改善骨長入，從而提高假體柄的后期穩定性。目前用于構建假體柄表面涂層的材料主要有羥基磷灰石（hydroxyapatite，HA）和合金材料兩類。其中，HA是人體骨骼主要無機成分，將其作為假體柄表面涂層具有以下優點：① 生物相容性好，不引起排斥反應；② 可與人體內骨組織發生化學性結合，促進細胞外基質蛋白黏附于假體表面，進而促進成骨[23]。HA制作的涂層主要缺點是遠期機械穩定性較差，涂層斷裂、剝脫以及降解容易引起假體柄無菌性松動[24]。
合金材料機械穩定性優于HA，目前已有多種合金材料用于制作生物型假體或者作為假體柄表面涂層材料。鈦合金具有質量輕、強度高、彈性模量低和生物相容性好等優點，是制造生物型骨干假體的主要材料之一。研究表明鈦合金不僅力學性能接近人體骨組織，還具有良好誘導骨生長能力。Le等[25]采用選擇性激光熔化技術提高鈦合金表面粗糙程度，細胞培養實驗顯示處理后的鈦合金能促進磷灰石形成和成骨前細胞分化。多孔鉭也可用于制作假體，不僅生物相容性好，還具有較高的潤濕性和表面能，能促進成骨細胞在材料表面黏附、增殖和礦化[26]。Shi等[27]的體外實驗發現鉭涂層具有促進細胞黏附增殖、提高BMSCs礦化水平和抑制破骨細胞活性的作用，進一步動物實驗證明鉭涂層誘導骨生長能力強于鈦涂層。
假體表面涂層在促進宿主細胞生長及骨長入的同時，也容易誘導細菌生長，而細菌生長會導致假體周圍骨質吸收并影響骨長入，因此負載抗生素的表面涂層能實現良好的骨-假體整合[28]。
2.4 改進假體柄表面多孔結構
假體柄表面多孔結構也是影響骨長入的重要因素，孔徑大小和孔隙率是多孔結構的基礎指標，選擇最佳孔徑和孔隙率是改善假體柄表面骨長入的重要途徑。目前，關于多孔結構骨結合能力的研究多以骨移植替代材料為研究對象，而假體柄表面多孔結構骨結合能力的研究較少。Hulbert等[29]研究發現正常哈弗系統管腔直徑為100～200 μm，而骨組織難以長入100 μm以下的孔隙之中，纖維結締組織雖然可以長入卻難以形成礦化骨組織。Karageorgiou等[30]的研究也發現三維生物支架孔徑<300 μm時，難以誘導毛細血管生長和促進新骨形成，因此推薦支架孔徑尺寸應達300 μm以上。Kruyt等[31]通過動物實驗對比了兩種不同HA涂層的成骨能力，兩種涂層基礎數據分別為孔隙率60%、孔徑800 μm和孔隙率40%、孔徑600 μm，實驗結果顯示前者具有更強的成骨能力。Kujala等[32]通過動物實驗對比了3種不同鎳鈦合金的骨結合能力，第1種孔隙率最大、孔徑最小 ［66.1%、（259±30）μm］，第2種孔隙率和孔徑均中等 ［59.2%、（272±17）μm ］，第3種孔隙率最小、孔徑最大 ［46.6%、（505±136）μm］，結果顯示第1種和第3種鎳鈦合金骨結合能力（51%、39%）優于第2種（29%）。增大假體柄表面孔徑和孔隙率雖然能提高骨長入能力，但也會降低表面材料強度，因而目前孔徑>1 mm的多孔結構已經很少使用。
孔隙連通性同樣是影響假體柄表面骨長入的重要因素。根據多孔結構內部是否存在橫向連通孔，可將其大致分為二維多孔結構和三維多孔結構。二維多孔結構的各孔之間不連通或僅有少部分連通，而三維多孔結構的各孔之間存在較多連通。早期生物型假體柄表面多為二維多孔結構，孔隙連通性較低，骨長入停留在假體柄表面而難以深入和連接，假體遠期穩定性較差[33]。與二維多孔結構相比，三維多孔結構連通性更好，更利于骨長入。Simon等[34]研究發現新骨形成的結構與支架形態相匹配，三維多孔結構有利于骨組織向內生長，形成相互連接的骨性結構。Ran等[35]應用3D打印技術制備了3種不同孔徑（400、600、800 μm）的三維多孔鈦合金支架，Micro-CT分析和壓縮試驗證明3種支架均具有良好的孔隙分布和連通性，其力學性能接近于天然骨；將3種支架植入兔股骨并觀察骨長入情況，結果顯示3種支架均有利于細胞黏附和細胞增殖，孔徑為600 μm的支架性能最佳。這些發現為進一步優化假體柄表面多孔結構提供了參考。
3 小結
生物型骨干假體重建四肢骨缺損具有生物相容性好的優點，不足之處是影響假體柄固定的因素較多、固定效果存在個體差異和不確定性。改進假體柄的設計及固定方法有助于進一步提高假體穩定性、擴展假體的應用范圍。在各種改進方法中，優化假體柄外形結構有助于改善假體的初始穩定性；改進假體柄表面涂層材料和多孔結構有助于改善表面骨長入，進而提高假體的中遠期穩定性；增加輔助固定對假體穩定性的提升作用最為明顯，不足之處是該方法會增加手術顯露和手術創傷，因此在盡量避免增加手術創傷的前提下增加輔助固定，可作為改進生物型骨干假體柄的一個重要方向。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突
作者貢獻聲明 趙云龍：查閱文獻、整理數據和論文撰寫；張凈宇、張浩然：對文章修改提出建設性意見；胡永成：審核文章
自1982年Lempberg等[1]首次應用骨干假體為下肢骨腫瘤患者進行肢體重建以來，骨干假體已被廣泛應用于四肢長骨大段骨缺損的重建治療，具有手術操作簡單、肢體功能恢復快、患者滿意度高等諸多優點[2-4]。根據假體柄固定方法的不同，骨干假體主要分為骨水泥型和生物型兩種，兩種假體各有優缺點。骨水泥型假體是通過骨水泥連接固定宿主骨與假體柄，具有術后即刻穩定的優點，缺點是假體穩定性會隨著時間延長而逐漸降低，與骨水泥固定相關的骨水泥植入綜合征是一種具有潛在致死性的嚴重并發癥 [5-8]。1979年，Lord等[9]首次報道了生物型假體的臨床應用。該類型假體是通過假體柄與宿主骨的緊密壓配以及假體柄表面骨長入來連接固定宿主骨與假體柄，初始穩定性低于骨水泥型假體，但是假體穩定性會隨著骨長入的增加而逐漸提高，尤其適用于預期生存時間較長、骨質較好的患者。生物型假體的固定不依賴骨水泥，生物相容性更高，可有效避免骨水泥植入綜合征等骨水泥相關并發癥的發生。
隨著計算機輔助設計、材料學、假體制造和外科技術的發展，生物型骨干假體，尤其是假體柄的設計與固定方法也得到不斷改進和完善，假體穩定性逐步提高，進一步推動了其臨床應用。現對近年來生物型骨干假體柄的研究進展作一綜述，以期為進一步改進生物型骨干假體提供參考。
1 生物固定的影響因素
生物固定是在早期假體柄與宿主骨緊密壓配基礎上，誘導新生骨組織長入假體柄表面孔隙，最終形成骨性固定。影響生物固定牢固程度的因素較多，置換術中術者是通過敲擊、推送等方式將生物型假體柄嵌入宿主骨，故假體柄初始穩定性主要與假體柄與髓腔匹配程度、假體柄與宿主骨壓配程度、假體柄表面粗糙度、患者骨質情況以及術者經驗等相關。
置換術后新生骨組織逐漸長入假體柄表面孔隙，故假體柄的后期穩定性與骨長入程度相關。影響骨長入的因素主要包括假體柄表面涂層材料、假體柄表面多孔結構、假體柄與宿主骨壓配程度以及患者骨質情況等[10]。
上述因素導致了生物固定效果存在個體差異和不確定性，影響了生物型假體的臨床應用。同時，由于生物型假體的后期穩定性依賴骨長入，但研究表明骨長入時間可長達12周以上[11]，所以患者術后需要長時間肢體制動，影響了早期康復鍛煉，下肢深靜脈血栓形成、關節僵硬等術后并發癥發生風險相應增加。
2 提高生物型骨干假體柄固定效果的方法
鑒于生物固定存在個體差異和不確定性，提高生物型骨干假體柄的固定效果成為提高假體治療效果的重要途徑。目前研究采用的方法主要包括優化假體柄外形結構、增加輔助固定、改進假體柄表面涂層材料、改進假體柄表面多孔結構。
2.1 優化假體柄外形結構
生物型骨干假體的穩定性與假體柄外形結構密切相關，優化假體柄外形結構有助于改善假體穩定性，尤其是初始穩定性，常用的優化方法包括改變假體柄幾何形狀、增加溝槽設計等[12-13]。優化假體柄外形結構在改善其固定效果同時，也進一步擴大了生物型骨干假體的使用范圍。既往對于脛骨近端惡性腫瘤，由于無法進行骨干假體重建，常采用全膝關節切除重建治療，對患者肢體功能影響較大。Guder等[14]對生物型骨干假體進行了優化設計，采用超短柄的骨干假體治療4例脛骨近端腫瘤患者，避免了膝關節切除對患者肢體功能的影響。該假體近端設計為大直徑超短柄加承重平臺，為脛骨近端殘留高度>3 cm的患者保留膝關節奠定了基礎，假體固定效果滿意，術后患肢功能良好，骨與軟組織腫瘤協會（MSTS）評分達平均28分。
近年來，計算機輔助設計和3D打印技術相結合，為生物型骨干假體的設計和制作提供了一種新方法。借助于影像采集技術和計算機輔助設計，3D打印技術可以根據虛擬截骨后的殘余髓腔制作特定尺寸、形狀和孔隙結構的骨干假體柄，假體柄與髓腔良好匹配可有效提高固定效果、降低應力遮擋。Zhao等[15]采用3D打印骨干假體為5例超臨界脛骨干骨缺損患者進行重建治療。該組患者脛骨切除長度超過15 cm或者大于脛骨總長度的60%，脛骨殘端長度僅為0.5～4.0 cm，3D打印制備的大直徑假體柄與脛骨殘端匹配良好，術后無肢體疼痛發生。Guder等[16]應用3D打印生物型骨干假體為大段脛骨缺損患者進行重建治療，根據虛擬截骨后的殘余髓腔制作對應尺寸和形狀的假體柄，采用鈦合金材質進行打印，假體固定效果滿意，術后肢體功能良好，平均MSTS評分和多倫多保肢評分（TESS）分別為23.5分和88分。
2.2 增加輔助固定
生物型假體的初始穩定性低于骨水泥型假體，增加輔助固定是提高生物型骨干假體柄固定效果的常用方法，包括增加鎖釘、螺釘以及鋼板固定等。增加鎖釘固定可顯著提升假體柄抗旋轉、抗牽拉能力，改善其固定效果[13]。Ruggieri等[17]采用雙鎖釘輔助固定生物型骨干假體柄，4例骨干腫瘤患者（2例脛骨和2例肱骨）接受了病灶切除和假體重建治療，所有假體固定效果良好，術后無脫位及旋轉不穩定發生。Zhao等[15]采用多枚鎖釘輔助固定生物型骨干假體柄，5例脛骨干惡性腫瘤患者接受了病灶切除和假體重建治療，術后6周患者可部分負重，術后平均3.2個月達到骨性固定，無假體松動、脫位等并發癥發生。McGough等[18]還報道了一種加壓固定的假體柄技術，該假體柄頂端采用多枚鎖釘固定，通過逐漸加壓方法實現假體柄基底部與截骨面緊密貼合，假體柄基底部的多孔涂層設計有利于骨長入，形成骨性固定。
增加螺釘輔助固定常用于提高短柄假體的固定效果 [14, 19]。膝關節周圍腫瘤切除后，常出現殘留骨較短、骨干假體難以適用的情況，Liu等[20]通過增加2枚鎖釘和2枚萬向螺釘固定方法，解決了短柄假體穩定性較差的難題，進一步擴展了骨干假體的適用范圍，最大限度地保留了患者膝關節功能。
增加鋼板輔助固定有利于實現骨干假體多水平、多部位穩定，提升假體固定效果。Zhao等[21]采用增加鋼板以及鎖釘固定的方法提高骨干假體固定效果，鋼板兩端分別與假體和宿主骨相連接，患者可早期恢復下肢負重及活動，術后髖、膝關節活動范圍與術前基本一致。Guder等[16]采用3D打印技術制作雙側鋼板輔助固定的骨干假體，雙側鋼板與骨干假體為一體結構，通過多層面螺釘固定提高假體固定效果，在脛骨殘余骨量較少情況下保留了患者肢體，最大限度地保護了膝關節功能。Nakamura等[22]將增加了側翼鋼板的骨干假體用于股骨遠端骨肉瘤切除后的重建，通過多枚鎖釘連接側翼鋼板與假體柄，提高假體柄固定效果，患者5年假體生存率為80.0%，應用該假體的困難之處是存在鎖釘難以植入的可能。
增加輔助固定方法能明顯提高生物型骨干假體柄的固定效果，不足之處是增加了手術顯露和手術創傷，輔助固定如鎖釘、螺釘等存在植入困難的風險，可能增加手術難度、延長手術時間。而且，輔助固定進一步破壞了宿主骨完整性，降低了宿主骨生物力學性能。
2.3 改進假體柄表面涂層材料
生物型骨干假體柄表面涂層材料是影響骨長入的重要因素，改進涂層材料有助于改善骨長入，從而提高假體柄的后期穩定性。目前用于構建假體柄表面涂層的材料主要有羥基磷灰石（hydroxyapatite，HA）和合金材料兩類。其中，HA是人體骨骼主要無機成分，將其作為假體柄表面涂層具有以下優點：① 生物相容性好，不引起排斥反應；② 可與人體內骨組織發生化學性結合，促進細胞外基質蛋白黏附于假體表面，進而促進成骨[23]。HA制作的涂層主要缺點是遠期機械穩定性較差，涂層斷裂、剝脫以及降解容易引起假體柄無菌性松動[24]。
合金材料機械穩定性優于HA，目前已有多種合金材料用于制作生物型假體或者作為假體柄表面涂層材料。鈦合金具有質量輕、強度高、彈性模量低和生物相容性好等優點，是制造生物型骨干假體的主要材料之一。研究表明鈦合金不僅力學性能接近人體骨組織，還具有良好誘導骨生長能力。Le等[25]采用選擇性激光熔化技術提高鈦合金表面粗糙程度，細胞培養實驗顯示處理后的鈦合金能促進磷灰石形成和成骨前細胞分化。多孔鉭也可用于制作假體，不僅生物相容性好，還具有較高的潤濕性和表面能，能促進成骨細胞在材料表面黏附、增殖和礦化[26]。Shi等[27]的體外實驗發現鉭涂層具有促進細胞黏附增殖、提高BMSCs礦化水平和抑制破骨細胞活性的作用，進一步動物實驗證明鉭涂層誘導骨生長能力強于鈦涂層。
假體表面涂層在促進宿主細胞生長及骨長入的同時，也容易誘導細菌生長，而細菌生長會導致假體周圍骨質吸收并影響骨長入，因此負載抗生素的表面涂層能實現良好的骨-假體整合[28]。
2.4 改進假體柄表面多孔結構
假體柄表面多孔結構也是影響骨長入的重要因素，孔徑大小和孔隙率是多孔結構的基礎指標，選擇最佳孔徑和孔隙率是改善假體柄表面骨長入的重要途徑。目前，關于多孔結構骨結合能力的研究多以骨移植替代材料為研究對象，而假體柄表面多孔結構骨結合能力的研究較少。Hulbert等[29]研究發現正常哈弗系統管腔直徑為100～200 μm，而骨組織難以長入100 μm以下的孔隙之中，纖維結締組織雖然可以長入卻難以形成礦化骨組織。Karageorgiou等[30]的研究也發現三維生物支架孔徑<300 μm時，難以誘導毛細血管生長和促進新骨形成，因此推薦支架孔徑尺寸應達300 μm以上。Kruyt等[31]通過動物實驗對比了兩種不同HA涂層的成骨能力，兩種涂層基礎數據分別為孔隙率60%、孔徑800 μm和孔隙率40%、孔徑600 μm，實驗結果顯示前者具有更強的成骨能力。Kujala等[32]通過動物實驗對比了3種不同鎳鈦合金的骨結合能力，第1種孔隙率最大、孔徑最小 ［66.1%、（259±30）μm］，第2種孔隙率和孔徑均中等 ［59.2%、（272±17）μm ］，第3種孔隙率最小、孔徑最大 ［46.6%、（505±136）μm］，結果顯示第1種和第3種鎳鈦合金骨結合能力（51%、39%）優于第2種（29%）。增大假體柄表面孔徑和孔隙率雖然能提高骨長入能力，但也會降低表面材料強度，因而目前孔徑>1 mm的多孔結構已經很少使用。
孔隙連通性同樣是影響假體柄表面骨長入的重要因素。根據多孔結構內部是否存在橫向連通孔，可將其大致分為二維多孔結構和三維多孔結構。二維多孔結構的各孔之間不連通或僅有少部分連通，而三維多孔結構的各孔之間存在較多連通。早期生物型假體柄表面多為二維多孔結構，孔隙連通性較低，骨長入停留在假體柄表面而難以深入和連接，假體遠期穩定性較差[33]。與二維多孔結構相比，三維多孔結構連通性更好，更利于骨長入。Simon等[34]研究發現新骨形成的結構與支架形態相匹配，三維多孔結構有利于骨組織向內生長，形成相互連接的骨性結構。Ran等[35]應用3D打印技術制備了3種不同孔徑（400、600、800 μm）的三維多孔鈦合金支架，Micro-CT分析和壓縮試驗證明3種支架均具有良好的孔隙分布和連通性，其力學性能接近于天然骨；將3種支架植入兔股骨并觀察骨長入情況，結果顯示3種支架均有利于細胞黏附和細胞增殖，孔徑為600 μm的支架性能最佳。這些發現為進一步優化假體柄表面多孔結構提供了參考。
3 小結
生物型骨干假體重建四肢骨缺損具有生物相容性好的優點，不足之處是影響假體柄固定的因素較多、固定效果存在個體差異和不確定性。改進假體柄的設計及固定方法有助于進一步提高假體穩定性、擴展假體的應用范圍。在各種改進方法中，優化假體柄外形結構有助于改善假體的初始穩定性；改進假體柄表面涂層材料和多孔結構有助于改善表面骨長入，進而提高假體的中遠期穩定性；增加輔助固定對假體穩定性的提升作用最為明顯，不足之處是該方法會增加手術顯露和手術創傷，因此在盡量避免增加手術創傷的前提下增加輔助固定，可作為改進生物型骨干假體柄的一個重要方向。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突
作者貢獻聲明 趙云龍：查閱文獻、整理數據和論文撰寫；張凈宇、張浩然：對文章修改提出建設性意見；胡永成：審核文章