羥基磷灰石為代表的骨替代材料逐漸成為臨床應用的寵兒

GIF/40K

由於疾病、老齡化、交通事故頻發等因素的影響，骨損傷病例逐年增加，據統計，我國每年有300萬骨科病例，因而骨替代材料的需求不斷增加。近些年，以羥基磷灰石為代表的骨替代材料逐漸成為臨床應用的寵兒。

羥基磷灰石是脊椎動物骨骼和牙齒的主要組成成分，具有良好的生物活性和生物相容性。相對於傳統的金屬（不鏽鋼、鈦合金）和陶瓷（氧化鋁、氮化硅）類骨替代材料，羥基磷灰石不僅抗腐蝕性強、骨誘導生成性強，而且它在體內的降解也消除了前者的安全隱患。目前關於羥基磷灰石在骨替代材料中的研究主要集中在兩方面，羥基磷灰石塗層和人體骨仿生再生材料。

羥基磷灰石塗層是指以鈦合金為基底，利用物理化學手段將羥基磷灰石塗覆在其表面製備的硬組織植入材料。該材料植入人體後，鈦合金可以提供足夠的力學強度，表面的羥基磷灰石塗層易於與人體骨結合，在人體骨表面誘導新骨的生成，一般數月即可誘導新骨的生成。中國科學院上海硅酸鹽研究所利用等離子噴塗技術製備的羥基磷灰石塗層，塗層與基底結合強度高，生物活性好，並已應用於人工髖關節等部位，至今製備的羥基磷灰石塗層植入體已有7萬餘付獲得應用，取得了不錯的臨床效果，如圖1所示。但羥基磷灰石塗層存在結合力不夠強的缺點，以至於在體內植入後出現塗層脫落的現象，這種問題的解決辦法目前仍在不斷的探索中。

人體骨仿生再生材料是指在體外模擬天然骨的形成環境，通過納米技術獲得與天然骨中尺寸相同的納米羥基磷灰石晶體，並與膠原蛋白複合，在不同尺度上（微觀和宏觀）實現成分、結構和功能逼真與人體天然骨的新型複合材料。從高分辨電子顯微鏡和原子力放大鏡分析，人體骨骼有一套非常精巧的結構：一束束膠原蛋白與一層層納米級羥基磷灰石晶體，極為均勻、有序地「鑲嵌」在一起，如圖2所示。這種多層複合的自組裝結構，也讓骨骼兼備硬度和抗彎能力，因而模仿人體骨的這種特殊的結構組成理論上可以達到與人體骨相匹配的生物活性和力學相容性。除此之外，膠原蛋白的存在使得這種仿生的骨替代品易於與自體骨組織的快速粘結。目前關於這一方面的研究仍在進行中，由於外界很難精確模仿體內的成骨環境，人體骨仿生的難度仍然很大。由於骨骼中皮質骨和松質骨所承擔的作用不同，其在結構組成上仍有些許差別，這無疑也增加了骨仿生的工作量和難度。

無論是羥基磷灰石塗層還是人體骨仿生再生材料，羥基磷灰石都是骨替代材料的關鍵，它賦予骨抗壓強度，是骨組織的主要承力者。另外其誘導新骨生成的能力也是其他材料所無法比擬的。雖然骨替代材料的研究困難重重，但隨著納米與生物技術在醫用材料領域的不斷滲透，我們相信不久的將來一定可以讓患者看到 「斷骨再生」的曙光。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！