颅骨修补植入物的现状

【Ref: Bonda DJ, et al. Neurosurgery. 2015 Nov; 77(5): 814-24. doi: 10.1227/NEU. 0000000000000899.】

25cm2以上的大面积颅骨缺损修补术是具有挑战性的神经外科手术之一，颅骨缺损修补术主要目的在于恢复患者容貌和保护脑组织免受外力直接损伤。近年来，再生医学的发展、计算机辅助设计成型和3D打印技术等促使颅骨缺损修补得以进一步发展，植入材料有各种聚合物、陶瓷和合成金属等。通过3D打印技术将不同的特异性植入物设计塑形，可与患者的颅骨完美匹配。植入物提供的机械力均匀分布在创伤部位表面，起到有效的保护作用，同时，还可以在植入物上的孔隙贴敷细胞因子或种植经基因工程改造的细胞，促进植入物如同自体移植物一样与人体组织融合。下面简单介绍几种材质的颅骨修补植入物。

钛板应用于颅骨修补术历史悠久，钛合金一般具有良好的耐腐蚀性，免疫排斥反应较轻（图1）。但其机械性刺激和头皮血供不足常可导致炎症、血肿、感染和钛板外露等问题。

图1. 钛板颅骨植入物。

聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）具有良好可塑性和炎症反应轻等优点，从而成为常用的颅骨替代移植物（图2），但在手工塑形过程中，可能产生大量的热能（78-120℃）导致周围脑组织或硬膜的损伤。

图2. PMMA颅骨植入物。

多孔高密度聚乙烯（MEDPOR）具有良好的可塑性，能用剪刀进行直接修剪。已有MEDPOR和钛板结合的新产品上市，但不能避免发生感染（图3）。

图3. MEDPOR 颅骨植入物。

PEEK/PEKK的材料属性与周围骨组织最为接近，尤其是在弹性系数方面,具有一定的成骨诱导作用（图4）。

图4. PEEK 颅骨植入物。

将颅骨植入物设计成锥形边缘的模板，与患者骨窗缘可精密贴合（图5）。

图5. 5例患者锥形边缘（红色）的颅骨模板（A-E）。

3D打印可吸收聚合物聚富马酸丙二醇酯的颅骨植入物，具有可接种人类间质干细胞的孔隙（图6）。

图6. 3D打印的聚富马酸丙二醇酯颅骨植入物，电镜下观察接种其孔隙的人类间质干细胞在6小时（A）、18小时（B）、30小时（C）和48小时（D）后的成长状况。

医院的资源、患者费用承担能力以及术者的经验等决定了选择颅骨植入材料的类别。一般来讲，钛板的应用率和植入成功率最高，在几十年来居主导地位。Yadla等报道颅骨修补术后感染率平均为7.9%，自体同源移植物与异质成型移植物在感染率方面无统计学差异。

当前，颅骨修补术最大的两项革新来自于移植物制造工艺（颅骨植入物成型软件和3D打印技术）以及再生医学技术（组织工程），两者的有机结合既解决了移植物和自体颅骨间的融合问题，又能保护颅脑组织免于感染的侵害。创伤性机械力的合理分布对保护脑组织至关重要，而为患者制作个体化的植入物模板则能有效改善这一问题。

（兰州大学第二医院牛亮编译，复旦大学附属华山医院花玮博士审校，《神外资讯》主编、复旦大学附属华山医院陈衔城教授终审）