管明施紫光综述 李勇审校

·综述·

听骨链重建材料应用进展

管明1施紫光1综述 李勇1审校

自从上世纪50年代晚期开始听骨链重建术以来，耳科学家们一直在尝试不同的植入材料及植入方式。本文简述了听骨链重建材料的发展，并重点介绍了生物骨水泥在听骨链重建中的应用，

1 听骨链重建材料的发展

1.1 自体和异体听骨

1957年Hall等[1]对首先用修整的自体砧骨和锤骨架桥修复听骨链，1966年House等[2]首次尝试使用同种异体听骨材料重建听力。目前这一方法仍被广泛的使用。但由于缺少良好的固定，植入的听骨可能出现移位，再发听力下降；另外术后长期随访还发现植入的听骨坏死，或者与周围骨壁产生骨性接触或融合而致关节僵硬，导致听力下降，而再次手术重建听骨链的效果较差[3]。同种异体听骨材料还存在材料来源有限，传染艾滋病、肝炎等疾病的可能性。

1.2 各种材料制作的部分听骨赝复物（PORP）和全听骨赝复物(TORP)

上世纪80年代末开始用各种材料制作PORP和TORP修补，目前这类假体已商品化，易于获得。常用的材料包括：高密度多孔聚乙烯听骨赝复物、羟基磷灰石听骨赝复物、钛金属听骨赝复物等。

1.2.1 多孔聚乙烯听骨赝复物 多孔聚乙烯(plastipore)70%～90%是由直径200～400μm的小孔组成，呈白色海绵状，有利于组织长入，易于切割塑形。1978年，Shea[4]首先将plastipore应用于听骨链重建术，并取得成功，而后plastipore成为第1种在世界范围内使用的商品化听骨赝复物。Emir等[5]比较plastipore和自体砧骨行听骨链重建术后听力恢复无差异。但Plastipore生物相容性不理想，易引起异物反应，Kerr[6]观察了二次手术取出的plastipore，发现赝复物周围有大量多核异物巨细胞、表皮样细胞和巨噬细胞聚集，引起赝复物降解、脱出。Symth[7]统计远期脱出率高达12%。

1.2.2 羟基磷灰石听骨赝复物

1981年，Grote等[8]率先在听力重建中选用了流行至今的异体听骨材料羟基磷灰石(hydroxyapatite，HA)。羟基磷灰石是一种有生物活性的陶瓷。类似于骨的无机质。羟基磷灰石良好的生物相容性使得听骨赝复物可以直接与鼓膜相接触。Van Blitterswijk等[9]对170例患者随访8年听力稳定，说明这种材料的生物相容性和稳定性都很好。2001年，Godenberg等[10]对美国耳科学会和美国神经耳科学会成员使用的听骨链重建材料和镫骨手术材料进行了调查，发现当时使用率居首位的是HA赝复物(82%)。为了使HA赝复物使用起来更方便、更成熟，目前出现了各式复合羟基磷灰石听骨赝复物，这种复合听骨赝复物用羟基磷灰石做成假体小头，用其他的材料做成有韧性的听骨柄便于术中修剪。

1.2.3 钛金属听骨赝复物

在20世纪70年代，Branemark首先将钛应用于医学领域，这种材料质轻，坚硬，无毒副作用。可塑性强，加工精度高，钛植入体内后不影响MRI扫描，有较好的生物相容性，并且具有骨整合的特点，即活骨与钛植入体在结构上和功能上的直接结合。纯钛植入体产生骨整合的机理与钛表面氧化膜的形成有着密切的关系,能吸引体内细胞外间质中的蛋白多糖，使其牢固附着。最后，通过蛋白多糖吸附钙、磷等矿物质，产生骨整合[11]。1993年Dalchow等[12]首先将钛应用于听骨链重建。现在已成为国内最常应用的听骨链重建材料。作为听骨链重建材料，它的优点是：质量轻，听力效果好；生物相容性较好，排斥反应发生率低；在鼓室内不会与鼓室的骨壁发生粘连或融合；稳定性好，长期观察未发现钛听骨出现退行性改变，在中耳有炎症的情况下也没有发现像塑料或陶瓷听骨出现的分解现象。用钛听骨重建听骨链术后听力恢复满意，Woods等[13]比较钛听骨和自体砧骨重建听骨链，术后听力恢复未见明显差异。目前更是发展了更为精细便于安装的钛听骨，有角赝复物（angular prosthesis）和有角带夹赝复物（angular clip prosthesis）。目前国内使用的钛听骨完全依赖国外进口，价格昂贵，限制了钛听骨在临床更广泛的应用。

2 生物骨水泥在听骨链重建中的应用

2.1 生物骨水泥可分为5类

磷酸盐水泥(氧化锌粉+磷酸液体)、羧酸盐水泥(氧化锌粉+羧酸液体)、硅酸盐水泥(玻璃粉+磷酸液体)、玻璃离子黏固剂(玻璃粉+羧酸液体)和羟磷灰石骨水泥。使用时将生物骨粉与酸性液体混合在一起，生成的水泥状物质，将其桥接于残余听小骨之间，从而重建听骨链的连续性。目前常用的生物骨水泥有玻璃离子黏固剂和羟磷灰石骨水泥。

2.2 玻璃离子黏固剂(glass ionomer cement,GIC)

GIC由Wilson和Kent在1971年首先用于牙科领域。目前玻璃离子水泥已成功的应用于砧骨加长、连接砧镫关节缺损[14]，用GIC重建的听骨链贴近听骨链的生理状态，保证锤砧关节的生理功能[15]。但对GIC的安全性和生物相容性仍存在争议，Kupperman等[16]的研究显示GIC具有异物反应和潜在的神经毒性。GIC在使用中必须避免与中耳黏膜、软组织、神经接触。GIC与中耳黏膜的接触可能致术后粘连和鼓膜的增厚，导致植入失败。而更多的研究显示GIC能有效而安全的延长砧骨[17]，GIC可与听骨直接连接并在表面形成一层上皮层,生物相容性好，无刺激。用GIC重建的砧镫关节术后听力恢复良好[18],比较GIC和皮质骨重建砧镫关节，随访22.8月，术后气骨导差GIC组为16.8，皮质骨组为18，两者无统计学差异[19]。目前商品化的玻璃离子黏固剂Bioverit II已成功的应用于中耳手术，并能应用于存在炎症的中耳，其具有抑制革兰氏阴性菌生长的功能[15]。

2.3 羟基磷灰石骨水泥

羟基磷灰石骨水泥（Hydroxyapatite bone cement, HA），天然骨有胶原和HA组成。HA是天然骨的组成成分之一，是天然骨的良好替代品,目前已应用于各类手术中，HA已成为使用最广泛的假体材料之一[20]。但是成体的PORP和TORP无法根据手术需要再塑形，限制了它的使用。HA骨水泥能直接粘着于听骨缺损处，可在硬化之前完成塑形[3]，在修复因砧骨缺损导致的砧镫关节连续性中断中具有明显的优势。HA在中耳内具有良好的生物相容性，在短期内植入的HA骨水泥就被鼓室内的黏膜上皮覆盖[21]。HA具有骨整合的特点，在豚鼠中耳腔内植入HA骨水泥7周后，在植入体和残留听骨的界面可见HA骨水泥产生破骨性吸收，被新生骨代替[22]。用HA骨水泥重建听骨链术后听力恢复满意。

2.4 应用于生物骨水泥重建听骨链的优势在于

①能保持听骨链的生理状态。临床上常见的现象是砧骨缺损长度有限，完整摘除锤骨、砧骨后再用PORP重建或者摘除砧骨后选择自体听骨或皮质骨搭桥重建听骨链存在着破坏原有相对尚完整听骨链，较为可惜，且术后存在假体脱出、移位现象。骨水泥与其它听骨比较更有优势的地方在于，骨水泥能有效的延长受破坏的砧骨长突，连接砧镫关节，而无需破坏原有的听骨链，减少术后并发症的发生。②骨水泥易于塑形，可完全根据术中所见听骨链缺损情况完成桥接。③用骨水泥桥接砧骨和镫骨，术后听力恢复满意，且费用低廉。④生物相容性好，无需在植入体和鼓膜间放置软骨片，没有术后植入体的突出[23]。

2.5 应用于生物骨水泥重建听骨链存在的问题

骨水泥因其柔软性，在修补大的听骨缺损时存在困难。Elsheikh等[3]对小于2mm的砧骨缺损采取单纯的HA骨水泥修复，对大于2mm的缺损，采用了钛丝和HA骨水泥结合的修补技术。Kaftan等[24]对于大的砧骨缺损，设计了多乳酸（polylactide acid，PLA)支架帮助骨水泥重建砧骨和镫骨的缺损，Ráth等[18]试图通过处理听骨残端，增加于骨水泥的接触面，以增加术后的稳定性。而目前国内常采用的仍是钛听骨赝复物和羟基磷灰石听骨赝复物。应用生物骨水泥修补听骨链缺损，尚未见相应的动物实验和临床报道。对生物骨水泥的特性和应用生物骨水泥修复听骨链缺损的技术，国内的耳科工作者尚有待认识和研究。

综上，生物骨水泥是目前在国外的研究较为热门，它易于获取、使用方便且价格便宜，符合人体生理性。但生物骨水泥在国内还较少应用，值得我们进一步研究。

1 Hall A,Rytzner C.Vitality of autotransplanted ossicles[J]. Acta Otolaryngol Suppl,1960,158:335-340.

2 House WF,Patterson ME,Linthicum FH.Incus homografts in chronic ear surgery[J].Arch Otolaryngol,1966,84(2): 148-153.

3 Elsheikh MN,Elsherief H,Elsherief S.Physiologic Reestablishment of Ossicular Continuity During Excision of Retraction Pockets Use of Hydroxyapatite Bone Cement for Rebridging the Incus[J].Arch Otolaryngol Head Neck Surg, 2006,132(2):196-199.

4 Shea JJ.Hastipore total ossicular replacement prosthesis [J].Laryngoscope,1976,86(2):239-240.

5 Emir H,Kizilkaya Kaptan Z,G cmen H,et al.Ossiculoplasty with intact stapes:analysis of hearing results according to the middle ear risk index[J].Acta Otolaryngol.2009, 129(10):1088-1094.

6 Kerr AG.Proplast and plastipore[J].Clin Otolarrngol, 1981,6(3):187-191.

7 Symth GD.TORPs—How have they fared after five years [J].J Laryngol Otol,1983,97(11):991-993.

8 Grote JJ,Kuypers W,de Groot K.Use of sintered hydroxylapatite in middle ear surgery. ORL J Otorhinolaryngol Relat Spec,1981,43(5):248-254.

9 Van Blitterswijk CA,Grote JJ,Koerten HK,et al.The biological performance of calcium phosphate ceramics in an infected implantation site.III:Biological performance of beta-whitlockite in the noninfected and infected rat middle ear.J Biomed Mater Res,1986,20(8):1197-1217.

10 Goldenberg RA,Emmet JR.Current use of implants in middle car surgery[J].Otol Neurotol,2001,22(22):145-152.

11 Albrektsson T,Johansson C.Osteoinduction,osteoconduction and osseointegration.Eur Spine[J],2001,10 Suppl 2: 96-101.

12 Dalchow CV,Grün D,Stupp HF.Reconstruction of the ossicular chain with titanium implants[J].Otolaryngol Head Neck Surg,2001,125(6):628-630.

13 Woods O,Fata FE,Saliba I.Ossicular reconstruction: incus versus universal titanium prosthesis[J].Auris Nasus Larynx,2009,36(4):387-392.

14 Chen DA,Arriaga MA.Technicalrefinementsand precautions during ionomeric cement reconstruction of incus erosion during revision stapedectomy [J]. Laryngoscope,2003,113(5):848-852.

15 Turck C,Brandes G,Krueger I.Histologicaal evalution of novel ossicular chain replacement prostheses:an animal study in rabbits[J].Acta Otolaryngol,2007,127(8):801-808.

16 Kupperman D,Tange RA.Long-term results of glass ionomer cement,Ionocem,in the middle ear of the rat[J]. Acta Otorhinolaryngol Belg,1997,51(1):27-30.

17 Serin GM,Cam B,Derinsu U,et al.Incus augmentation with giass ionomer cement in primary and revision stapes surgery[J].Ear,Nose&Throat Journal,2010,89(12): 589-593.

18 Ráth G,Kereskai L,Bauer M,et al.Should the ossicle be denuded prior to the application of glass ionomer cement? An experimental study on rabbit [J]. Eur Arch Otorhinolaryngol,2012,269(3):773-780.

19 Celik H,Aslan Felek S,Islam A,et al.The impact of fixated glass ionomer cement and springy cortical bone incudostapedial joint reconstruction on hearing results[J]. Acta Otolaryngol,2009,129(12):1368-1373.

20 Dere H,Ozdogan F,Ozcan KM,et al.Comparison of glass ionomer cement and incus interposition in reconstruction of incus long process defects [J]. Eur Arch Otorhinolaryngol,2011,268(11):1565-1568.

21 Danti S,Stefanini C,Alessandro DD,et al.Novel biological/biohybrid prostheses for the ossicular chain: fabrication feasibility and preliminary functional characterization[J].Biomed Microdevices,2009,11(4): 783-793.

22 Van Blitterswijk CA,Grote JJ,Kuypers W.Hydroxyapatite in the infected middle ear.In:Grote JJ(ed).Biomaterials in otology.Boston:Martinus NijhoV Publishers,1984：231-240.

23 Hofmann KK,Kuhn JJ,Strasnick B.Bone cements as adjuvant techniques for ossicular chain reconstruction[J]. Otol Neurotol,2003,24(1):24-28.

24 Kaftan H,G pferich A,Kaftan S,et al.Two different techniques to facilitate reconstruction of the long incus process with bone cement:a feasibility study in human cadaveric temporal bones[J].Eur Arch Otorhinolaryngol, 2012,269(5):1431-1435.

(收稿:2014-04-18)

10.16542/j.cnki.issn.1007-4856.2015.05.026

1 浙江省杭州市第一人民医院耳鼻咽喉科（310006）

李勇，主任医师.Email:chalise@soshu.com