下载文档原格式
生物医用陶瓷材料的制备与应用随着现代医疗技术的不断发展，医用材料越来越多地应用于临床治疗，生物医用陶瓷材料作为一种细胞相容性好、硬度高、耐腐蚀的无机材料，广泛应用于人工骨、牙齿修复、血管支架、人工关节等领域。
本文将介绍生物医用陶瓷材料的制备方法、特性和应用。
一、生物医用陶瓷材料的制备方法1. 烧结法：烧结法是制备生物医用陶瓷材料的主要方法之一。
该方法是将粉末压制成形状，并在高温下进行烧结，使其成为致密的陶瓷。
常用的烧结材料包括氧化铝、氧化锆、氧化钛等。
2. 溶胶-凝胶法：溶胶-凝胶法是通过水合胶体的电解质性变化形成生物医用陶瓷材料的方法。
该方法制备的产品具有高度结晶、致密、均匀的特性。
3. 冷等静压法：冷等静压法是利用高压静态压力制造压实体而获得的一种工艺，该方法制备的材料致密度高，具有优异的力学性能。
4. 生长法：生长法一般用于制备新型生物医用陶瓷材料，该方法通过沉淀晶体生长，可以获得具有优越性能的陶瓷材料。
二、生物医用陶瓷材料的特性1. 细胞相容性好：生物医用陶瓷材料具有良好的生物惰性，不会引起体内的免疫反应和毒性反应，可以作为植入体。
2. 硬度高：生物医用陶瓷材料具有较高的硬度，可以维持长年不变的耐磨性。
3. 耐腐蚀：生物医用陶瓷材料具有很好的耐腐蚀性，能够应对各种生物体液的腐蚀。
4. 无磁性：生物医用陶瓷材料无磁性，不会对磁共振成像等检查造成干扰。
三、生物医用陶瓷材料的应用1. 人工骨：生物医用陶瓷材料具有良好的生物相容性和骨生长性，被广泛应用于修补骨折、缺损和骨移植。
2. 牙齿修复：生物医用陶瓷材料可以用于可折式义齿、全冠、桥和烤瓷牙等，由于其颜色及透明度类似自然牙齿，所以更接近自然牙齿的颜色和光学特性。
3. 血管支架：由于生物医用陶瓷材料硬度高、耐腐蚀，被广泛应用于血管支架的制造，可以治疗心脑血管疾病。
4. 人工关节：生物医用陶瓷材料制成的人工关节使用寿命长，具有特殊的生物相容性，是一种比较理想的人工材料。
羟基磷灰石纳米颗粒在骨修复领域中的应用羟基磷灰石（Hydroxyapatite）是一种人工骨 substitute，因具有与天然骨类似的化学成分和微观结构，因此在骨科领域中得到广泛应用。
然而，由于其颗粒大小较大，可能导致治疗过程中出现植入部位与周围组织之间的间隙，进而影响植入效果。
近年来，羟基磷灰石纳米颗粒（Hydroxyapatite Nanoparticles，HANPs）的出现，为骨修复领域带来了新的发展机遇。
一、羟基磷灰石纳米颗粒的制备磷酸二氢钙和氢氧化铵可作为羟基磷灰石纳米颗粒的前体。
先将磷酸二氢钙在氢氧化铵水溶液中沉淀，再在高温下烘烤，即可形成羟基磷灰石纳米颗粒。
此外，还可以利用溶剂热法、微波法等制备 HANPs。
二、羟基磷灰石纳米颗粒的优点1. 纳米级别的颗粒大小使其在植入过程中更容易与周围组织结合，因此能够有效解决传统羟基磷灰石颗粒可能导致的空隙问题。
2. 纳米颗粒具有更大的比表面积，这使得它具有更多的活性位点和更大的表面反应活性，有效促进骨细胞的吸附和增殖。
3. 纳米颗粒可以形成纳米级别的多向架构，这样可以更好地模仿自然骨的结构，促进骨细胞的生长。
三、羟基磷灰石纳米颗粒在骨修复中的应用1. 骨填充剂：由于其优秀的生物相容性和生物活性，HANPs 的应用在骨填充领域中具有相当的应用潜力。
HANPs 可以作为骨填充材料，替代传统的人工骨substitute，可促进自然骨的再生。
2. 羟基磷灰石纳米颗粒修复骨缺损：HANPs 可以在人工牙齿、牙髓和骨修复中发挥良好的效果。
通过纳米材料增加生物材料在短时间内的生物活性，从而在骨修复过程中起到加速骨组织生长的作用。
3. 骨植入体涂层剂：由于其生物相容性和优越的生物活性，HANPs 可以作为人工植入体的涂层剂。
此外，HANPs 在植入体涂层剂中作为生物材料的增加，可以提高植入体和骨组织的结合力，从而改善人工植入体的长期稳定性。
四、未来展望随着纳米技术的进一步发展，我们相信 HANPs 在骨修复领域中的应用前景不可限量。
骨再生材料的制备及其在临床中的应用自然界中，骨骼是人类身体内最坚固、最重要的组织之一。
然而，由于人类各种原因，骨骼受到损伤，而因为骨的特性，它是很难自己修复的。
因此，需要人工干预，使骨骼恢复原来的强度和形态。
这时，骨再生材料就被广泛应用，它们可以在人类体内与自身骨骼或细胞产生一种“化学反应”，从而实现骨赛生。
本文将讨论骨再生材料的制备及其在临床中的应用。
一、骨再生材料的分类骨再生材料是一类特殊的生物材料，主要用于骨缺损修复和骨折愈合。
目前，骨再生材料在医疗领域中已经广泛应用，而且随着技术的发展，不断出现新的骨再生材料。
按照其来源和性质，骨再生材料可以分为天然和人工合成两种。
1. 天然骨再生材料天然骨再生材料来源于人或动物体内组织化合物的提取物、制备物或分离和刺激生长因子等材料。
天然骨再生材料具有生物相容性高、易于附着和滋生细胞等优点，是最优秀的骨再生材料之一。
目前常用的天然骨再生材料主要包括以下几类：（1）自体骨：从患者自身身体中取出，经过一系列的处理和加工后，就成为一种天然的骨再生材料。
这种材料的优点是源自人体本身，不会被排异，而且在患者自我免疫上具有很好的效果。
（2）异体骨：从与患者血缘关系不太密切的“捐献者”体内取出，然后经过一定的检测和处理，可以转化为骨移植材料。
这种材料的特点是有充足的供应和种类，而且操作简单，但可能会对不同个体产生免疫作用，产生排斥反应。
（3）动物骨：从动物体内提取出来的骨组织，通常是牛、马、猪等动物的骨骼。
这种材料的特点是来源广泛，价格比较低廉，但生物相容性较弱，不能被自身骨结构所替代，并且可能引发动物骨源性感染。
2. 人工合成骨再生材料人工合成的骨再生材料是指人工合成的骨质组织材料，通过改变其物化特性，使其更符合人体组织的特性。
这种材料主要包括以下几类：（1）人工骨粉：由生物活性玻璃、氢氧化钙、三羟基磷灰石等材料制成，与自身骨组织能够形成化学键，容易被身体吸收和利用。
二氧化硅的生物技术应用及其优势在当今社会，科技的发展已经成为推动社会进步的重要因素之一。
在生命科学领域，随着生物技术的不断发展，许多新颖而又有着广泛应用前景的生物材料开始被人们越来越关注。
其中，二氧化硅是一种在生物技术领域具有广泛应用前景的材料。
1. 二氧化硅的生物技术应用1.1 生物医学领域在生物医学领域，二氧化硅可以用于制备生物材料，如人工骨、人工关节等。
一些新型的生物医功能材料，如神经修复支架和组织工程材料，也可以利用二氧化硅来制备。
1.2 环境保护领域在环境保护领域，二氧化硅可以用于污染物的吸附剂，如有机污染物、重金属离子等。
此外，二氧化硅还可以作为水处理剂和催化剂，以改善水质和减少污染物的排放。
1.3 食品和农业领域在食品和农业领域，二氧化硅可以用于抗菌剂和催化剂，以增加食品保鲜期和净化食品质量。
此外，二氧化硅还可以用于植物保护剂，以改善作物产量和品质。
2. 二氧化硅的优势2.1 生物相容性好二氧化硅是一种天然存在于骨骼和牙齿中的无机物质，因此对生物体的生物相容性很好。
目前，二氧化硅已经被证实可以用作医疗和牙科材料，并在临床应用中取得了良好的效果。
2.2 生物降解性好二氧化硅具有较好的生物降解性，不会对生态环境和人体健康带来负面影响。
这种特性使二氧化硅成为一种很有前景的环保材料。
2.3 稳定性强二氧化硅在几乎所有的酸、碱及有机溶液中都具有较强的稳定性，不易发生化学反应和降解。
这种特性使得二氧化硅在生物技术领域具有较广泛的应用前景。
2.4 易于调控和修饰由于二氧化硅表面具有丰富的羟基和氧化物基团，因此易于进行表面调控和修饰。
通过表面修饰，二氧化硅的特性可以得到更好的发挥，从而更好地满足不同应用领域的需求。
3. 结论总之，二氧化硅是一种在生物技术领域具有广泛应用前景的材料。
其优势包括生物相容性好、生物降解性好、稳定性强和易于调控和修饰等。
未来，随着生物技术领域的不断发展，相信二氧化硅将会有更多的应用和发展前景。
羟基磷灰石晶体羟基磷灰石晶体是一种重要的生物材料，具有广泛的应用领域。
它的独特结构和性质使其成为医学、生物工程和材料科学等领域的研究热点。
本文将介绍羟基磷灰石晶体的结构、特性以及在生物医学领域的应用。
羟基磷灰石晶体属于磷酸盐陶瓷材料的一种，化学式为Ca10(PO4)6(OH)2。
它的晶体结构由磷酸根离子（PO4）和羟基离子（OH）组成，钙离子（Ca2+）嵌入其间。
羟基磷灰石晶体具有多孔性和高比表面积的特点，因此具有良好的生物相容性和生物活性。
羟基磷灰石晶体在生物医学领域有着广泛的应用。
首先，它可以作为人工骨替代材料用于骨缺损修复。
由于其与骨组织有相似的成分和结构，羟基磷灰石晶体可以促进骨细胞的附着和增殖，促进骨再生。
它可以用于填充和修复骨缺损，促进骨折愈合，有效改善骨组织的功能和力学性能。
其次，羟基磷灰石晶体还可以用作药物缓释载体。
由于其多孔结构和高比表面积，羟基磷灰石晶体可以吸附和储存药物，并在体内逐渐释放。
这种缓释方式可以延长药物的作用时间，提高药物的稳定性和生物利用度，减少药物的毒副作用。
因此，羟基磷灰石晶体在药物控释领域具有很大的潜力，可以用于治疗骨疾病、肿瘤等疾病。
此外，羟基磷灰石晶体还可用于生物工程和组织工程领域。
它可以用于细胞培养的支架材料，提供细胞附着和生长的基质。
通过与细胞相互作用，羟基磷灰石晶体可以促进组织修复和再生，在组织工程中可用于构建人工组织和器官。
羟基磷灰石晶体可以与干细胞或其他种类的细胞相结合，形成三维支架结构，提供生长环境和支持。
这种结构可以促进细胞的定向分化和组织形成，实现组织工程的目标。
此外，羟基磷灰石晶体还具有生物活性，可以与体内的生物液体发生反应，并与组织形成化学结合。
这种特性使得羟基磷灰石晶体在骨修复和植入材料的领域得到广泛应用。
它可以与周围组织相融合，促进新骨生成，并最终实现材料与组织的无缝连接。
需要指出的是，尽管羟基磷灰石晶体在生物医学领域具有广泛的应用，但在实际应用中仍面临一些挑战和问题。
磷酸钙羟基磷灰石磷酸钙羟基磷灰石是一种重要的生物材料，具有良好的生物相容性和生物活性。
它在医学领域中被广泛应用，如人工骨、牙科修复材料、药物缓释系统等。
本文将从磷酸钙羟基磷灰石的结构、制备方法、应用领域等方面进行介绍。
一、磷酸钙羟基磷灰石的结构磷酸钙羟基磷灰石的化学式为Ca10(PO4)6(OH)2，属于磷酸钙类化合物。
其晶体结构为六方晶系，由钙离子、磷酸根离子和羟基离子组成。
其中，钙离子和磷酸根离子呈现出典型的磷酸钙结构，而羟基离子则占据了磷酸钙晶体结构中的空隙位置。
二、磷酸钙羟基磷灰石的制备方法磷酸钙羟基磷灰石的制备方法主要有两种：生物矿化法和化学合成法。
生物矿化法是利用生物体内的有机物质作为模板，在模板的作用下，通过溶液中的离子交换和沉淀反应形成磷酸钙羟基磷灰石。
这种方法制备的磷酸钙羟基磷灰石具有良好的生物相容性和生物活性，但制备过程较为复杂，且难以控制其形貌和尺寸。
化学合成法是通过化学反应在溶液中合成磷酸钙羟基磷灰石。
这种方法制备的磷酸钙羟基磷灰石具有较为均匀的形貌和尺寸，但其生物相容性和生物活性相对较差。
三、磷酸钙羟基磷灰石的应用领域磷酸钙羟基磷灰石在医学领域中有着广泛的应用。
其中，最为常见的应用是作为人工骨和牙科修复材料。
磷酸钙羟基磷灰石具有良好的生物相容性和生物活性，能够促进骨组织的再生和修复，因此被广泛应用于骨折、骨缺损、牙齿缺损等领域。
此外，磷酸钙羟基磷灰石还可以用于制备药物缓释系统。
将药物包裹在磷酸钙羟基磷灰石的微孔中，可以延长药物的释放时间，提高药物的生物利用度。
总之，磷酸钙羟基磷灰石是一种重要的生物材料，具有良好的生物相容性和生物活性，在医学领域中有着广泛的应用前景。
随着技术的不断发展，相信磷酸钙羟基磷灰石在医学领域中的应用将会越来越广泛。
口腔颌面外科材料一、颌面外科手术常用材料1.钛合金：钛合金是一种非常常用的颌面外科材料，它具有优异的生物相容性，能够与周围组织良好结合，不会引起组织排异反应。
钛合金具有较高的强度和刚性，可用于制作植入体，如种植牙、颅颌面植骨术等。
2.自体骨移植材料：自体骨移植材料是通过从患者本身提取骨组织进行修复和替代。
常用的自体骨移植材料有颌骨、腓骨和胫骨等。
自体骨移植材料具有良好的生物相容性和生物活性，可以促进骨再生和愈合。
3.人工骨材料：人工骨材料是一类由合成材料或动物组织制成的骨修复材料。
常见的人工骨材料有羟基磷灰石、三氧化钇、二氮化钛等。
人工骨材料可以填充骨缺损，促进骨再生和修复。
4.软组织修复材料：软组织修复材料主要用于修复口腔颌面手术中的软组织缺损。
常见的软组织修复材料有胶原蛋白、硅胶和生物膜等。
这些材料具有良好的生物相容性和可塑性，能够修复软组织缺损，促进伤口的愈合。
二、口腔颌面外科材料的应用1.种植牙材料：种植牙是一种常见的口腔颌面外科手术，用于替代缺失的牙齿。
种植牙材料一般采用钛合金制作，具有良好的生物相容性和稳定性，能够与骨组织结合，起到固定和支撑的作用。
2.颅颌面骨重建材料：颅颌面骨重建是一种常见的口腔颌面外科手术，用于修复颅颌面骨缺损。
常用的颅颌面骨重建材料有自体骨移植材料和人工骨材料。
这些材料可以填充骨缺损，促进骨再生和修复。
3.矫正牙齿材料：矫正牙齿是一种口腔颌面外科手术，用于纠正牙齿错位和畸形。
矫正牙齿材料一般采用金属丝、陶瓷和透明牙套等。
这些材料具有较好的强度和刚性，能够进行持续的矫正力量，达到修复牙齿的目的。
4.颌面软组织整形材料：颌面软组织整形是一种常见的口腔颌面外科手术，用于修复和整形颌面软组织缺损。
常用的软组织整形材料有胶原蛋白和生物膜等。
这些材料具有良好的可塑性和生物相容性，能够修复软组织缺损，提高患者的外貌和口腔功能。
总结起来，口腔颌面外科材料在口腔颌面外科手术中起到重要的辅助、修复和替代组织的作用。
人工骨简介
世界骨填充材料发展方向的纳米活性骨填充生物材料（Cem-Ostetic™人工骨浆和Bi -Ostetic™人工骨粒）即骨易生，填补了世界骨填充生物材料领域的空白，并成功
获得美国FDA认证、欧共体CE认证、中国SFDA认证，该产品为国内首项批准可进入
临床应用的纳米生物技术产品。
人工骨特点>>
一、FDA、CE认证产品，质量可靠，疗效显著；二、市场前景广；三、操作空间大；人工骨应用>>
人工骨,广泛应用于医院、疾病防控中心等卫生医疗保健机构,人工骨的厂家很多，应用广泛，各种产品之间的差别也比较大。
【注意事项】
大家在用药的时候，药物说明书里面有三种标识，一般要注意一下：
1.第一种就是禁用，就是绝对禁止使用。
2.第二种就是慎用，就是药物可以使用，但是要密切关注患者口服药以后的情况，一旦有不良反应发生，需要马上停止使用。
3.第三种就是忌用，就是说明药物在此类人群中有明确的不良反应，应该是由医生根据病情给出用药建议。
如果一定需要这种药物，就可以联合其他的能减轻不良反应的药物一起服用。
大家以后在服用药物的时候，多留意说明书，留意注意事项，避免不良反应的发生。
本文到此结束，谢谢大家!。
羟基磷灰石结构羟基磷灰石（Hydroxyapatite）是一种常见的矿物质，也是组成人体骨骼和牙齿的主要成分之一。
它的化学式为Ca10(PO4)6(OH)2，属于磷酸钙类化合物，具有独特的晶体结构和物理化学性质，因此在生物医学领域有着广泛的应用。
下面将介绍羟基磷灰石的结构与特点，以及它的应用领域。
一、羟基磷灰石的结构羟基磷灰石具有复杂的结构，主要由钙、磷、氧、氢等元素组成。
它的晶体结构是六方晶系，属于磷酸钙矿物族。
具体来说，羟基磷灰石的晶体结构是由Ca2+离子和PO4 3-离子排列组成的磷酸钙层和OH-离子构成的羟基层交替堆积而成的。
这种交替堆积的结构使得羟基磷灰石具有较高的生物相容性和生物可降解性，因此在生物医学领域应用广泛。
二、羟基磷灰石的特点1.生物相容性好羟基磷灰石的成分与人体骨骼和牙齿的成分相似，具有优异的生物相容性。
因此，在医学领域中可以被用作骨科修复材料、人工骨替代材料、牙科修补材料等方面。
2.具有适度生物可降解性羟基磷灰石具有适度的生物可降解性，通过生物降解的过程逐步被人体代谢和吸收，不会对人体造成明显的不良影响。
3.能够促进骨组织再生羟基磷灰石可以与组织细胞发生反应，进而促进骨组织的再生。
在骨科领域中，羟基磷灰石被广泛应用于骨折愈合、骨缺损修复等方面。
三、羟基磷灰石的应用领域1.医学领域羟基磷灰石可作为骨科修复材料、人工骨替代材料、牙科修补材料、药物载体等方面。
2.医学检测领域羟基磷灰石可作为化学试剂和药物检测试剂的基础原料。
3.环境保护领域羟基磷灰石可以作为一种吸附剂来净化水体中的污染物。
总之，羟基磷灰石是一种非常重要的矿物质，在生物医学领域有着广泛的应用。
随着科技的进步，相关技术不断完善，相信将来羟基磷灰石在医学与工业领域的应用前景一定会更加广阔。
羟基磷灰石结晶度
羟基磷灰石是一种重要的人工骨替代材料，其结晶度是影响其生物活性和力学性能的重要因素。
在人体内，羟基磷灰石可以与骨组织相似的化学成分和结构，具有良好的生物相容性和可降解性，因此被广泛应用在人工骨修复领域。
羟基磷灰石结晶度是指其晶体结构完整度和相对结晶度的综合评价。
具体来说，结晶度高的羟基磷灰石具有更完整的晶体结构和更高的结晶度，晶粒尺寸小，晶体边缘锐利，表面更光滑。
相反，结晶度低的羟基磷灰石则晶体结构不完整，晶粒尺寸大，晶体边缘呈圆形，表面较粗糙。
影响羟基磷灰石结晶度的因素有很多，主要包括制备方法、烧结温度和添加剂等。
首先，不同的制备方法会对羟基磷灰石的结晶度有不同的影响。
例如，溶胶-凝胶法可以制备高结晶度的羟基磷灰石，而水热法得到的产物结晶度较低。
其次，烧结温度是影响羟基磷灰石结晶度的另一个重要因素。
普遍认为，烧结温度越高，羟基磷灰石的结晶度越高。
但是，烧结温度过高则会导致晶体晶粒长大过快，进而影响其生物活性和降解性能。
最后，添加剂也是影响羟基磷灰石结晶度的因素之一。
添加剂可以促进羟基磷灰石的晶体生长和晶格完整度，从而提高其结晶度。
例如，氨水、HCl和NaF等添加剂可以提高羟基磷灰石的结晶度。
总之，羟基磷灰石结晶度是影响其生物活性和力学性能的重要因素。
制备方法、烧结温度和添加剂等因素都可以影响羟基磷灰石的结晶度。
未来的研究需要深入探究这些影响因素，以更好地理解羟基磷灰石的结晶度对其应用性能的影响。
用于人工骨的材料 Revised by Jack on December 14,2020
用于人工骨的材料
目前用于骨修复的生物材料分为以下几种:医用生物陶瓷、医用高分子材料、医用复合材料、纳米人工骨
一．医用生物陶瓷材料
生物活性陶瓷, 主要指磷灰石(AP) ,包括羟基磷灰石(HAP)和磷酸三钙( TCP)等。
目前应用最多的是HAP。
人骨无机质的主要成分是HAP,它赋予骨抗压强度,是骨组织的主要承力者,人工合成的HAP是十分重要的骨修复材料,这是由于它的组成性质与生物硬组织的HAP极为相似,并具有良好的生物相容性,可与自然骨形成强的骨键合,一旦细胞附着、伸展,即可产生骨基质胶原,以后进一步矿化,形成骨组织。
α2磷酸三钙(α2TCP)骨水泥具有水合硬化特性,可作为一种任意塑型的新型人工骨用于骨缺损填充。
它在动物体内形成蜂窝状结构,动物组织可逐渐长入此蜂窝状结构中,形成牢固的骨性键合[ 3 ]。
β2TCP[ 4 ]属可吸收生物陶瓷,在体内要被逐渐降解和吸收,但其强度较低,主要用于骨修复或矫正小的骨缺损或骨缺陷, 如骨缺损腔填充。
尽管β
2TCP植入体内可被降解和吸收,新骨将逐渐替换植入体,但由于其降解和吸收速度与骨形成速度难达到一致,所以不宜作为人体承力部件。
目前磷酸钙陶瓷要用于作小的承力部件、涂层、低负载的植入体。
二．医用生物高分子材料
高分子聚合物已被广泛用作骨修复材料,可降解聚乳酸( PLA)用于口腔外
科,聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA)骨水泥用于骨填充,聚乙醇酸( PGA)作为可吸收螺钉用于骨固定。
生物降解材料制作的接骨材料,其弹性模量较金属更接近骨组织的弹性模量,有利于骨折愈合,且随着骨折的愈合,材料逐渐在体内降解,不需二次手术取出。
PLA[ 5 ]是一类有应用价值的生物材料,它的降解速度取决于它的分子量、分子取向、结晶度、物理及化学结构,但其降解的机制主要是因为酯键的水解。
目前PLA主要用于骨外科部件,例如骨针、骨板。
Minori et al[ 7 ]用不同分子量的PLA 和聚乙二醇( PEG)制成PLA2PEG 共聚物作为骨形成蛋白(BMP ) 的载体, 其中PLA 6 5002PEG3 000共聚物具有一定的弹性,是较好的BMP载体。
三．医用复合材料
复合人工骨[ 13 ]的研究近年来取得了很大进展,其基本原理是将具有骨传
导能力的材料与具有骨诱导能力的物质如骨生长因子、骨髓组织等复合制备成复合人工骨,使它们既具有骨传导作用,又具有骨诱导作用。
3. 1 磷酸钙复合人工骨主要包括TCP及HAP与胶原、骨生长因子等复合人工骨。
原位自体骨与磷酸钙人工骨混合植骨应用在脊柱侧凸畸形矫正术中, 是一种实用、简易、可靠的植骨方法。
3. 2 聚合物复合人工骨生物降解聚合物是近年生物材料研究领域中的一个
热点,通过技术工可合成各种结构形态,一定的生物降解特性的各种聚合物。
但
它们无骨诱导活性,需与其它骨诱导因子复合应用才能取得良好效果。
3. 3 红骨髓复合人工骨骨髓由造血系统和基质系统两部分组成。
健康红骨
髓的基质细胞中含有定向性骨祖细胞(DOPC)和可诱导性骨祖细胞( IOPC) 。
DOPC具有定向分化为骨组织的能力,IOPC在诱导因子(如BMP)作用下才能分化成骨。
Zakrzewska et al[ 17 ]将骨髓细胞与HAP结合,并分别加入成纤维细胞生长因子( bFGF) 和(或) 成骨蛋白21(OP21) ,通过测定胸腺嘧啶掺入到DNA中的量、ALP的活性及新生骨的形成,来了
解它们的生物活性。
结果表明, bFGF能刺激骨髓细胞的增殖, OP21 能增加ALP的活性及刺激新生骨形成,并能促进骨髓细胞的分化。
四．纳米人工骨
纳米级骨材料就是一类由人工合成、具有多种优良理化特性(能自固化成型、机械
强度高、使用方便等)和生物学特性(无毒副作用、可以吸收和降解、生物相容性好、能诱导骨细胞和血管生长等) 的新型骨修复材料,其主要用途是修复骨缺损时作为细胞外
支架材料和骨折的固定材料。
下面将近年来纳米级骨修复材料的研究进展介绍如下。
4. 1 纳米羟基磷灰石( nHAP)国外已制备出含有二氧化锆的nHAP材料,其硬度、韧
性等综合性能可达到甚至超过致密骨骼相应性能。
通过调节二氧化锆含量,可使该纳米
人工骨材料具有优良的生物相容性。
4. 2 TCP合成纳米松质骨Clarke etal用聚氨酯海绵方法编织出具有三维网络结构的新型多孔聚磷酸钙骨架材料(CPP) ,并进行了离体、在体研究, 发现多孔的CPP骨架能促进骨生长。
多孔TCP合成松质骨与人体松质骨的结构和化学成份相似, Yuan et al[ 20 ]合成Vitoss无填料纳米松质骨,该松质骨具有广泛的孔隙, 孔径相通,利于营养连续供给和更多的细胞、组织长入、使骨修复更快、更完全。
4. 3 氧化锆/氧化铝Uchida et al[ 21 ]将氧化锆/氧化铝晶体纳米化合物团块浸
在与生物体液相似的溶液中,其表面可生成骨样磷灰石层,提示在活体内可能形成生物陶瓷如HAP、TCP等。
Luke et al[ 22 ]将大鼠颅骨的成骨细胞粘附在23 nm氧化铝上, 发现细胞形态具
有很好的伸展性,且成骨细胞的黏附能力比在硼硅酸盐玻璃上增46% , 表明氧化铝纳米
颗粒增强了细胞间的相互作用;细胞形态分析和材料毒性评价也表明:纳米复合陶瓷材料有良好的生物相容性。
4. 4 纳米复合材料由于单一类型材料难以满足骨组织工程细胞外基质材料的要求, 研究者将几种单一材料进行适当组合,结合有机材料与无机材料的优缺点,合成有机/无机、HA /多聚体复合材料,在实际应用中取得良好效果。
4. 4. 1 nHAP /聚左旋乳酸( PLLA )
Saeed et al[ 23 ]对合成的HAP纳米棒表面进行修饰, 然后与PLLA聚合成nHAP /
PLLA纳米化合物。
OMS和OTS化合物有较高的弹力系数,在HAP /PLLA纳米化合物中加入1%的OTS, 它的弹力系数上升40% ,使HAP /PLLA的负载传导性得到明显改善。
4. 2 HAP /聚砜、HAP /聚乙烯复合物
多聚体生物瓷性增强研究发现:聚砜是具有一定机械力学特性的多聚体,高密度聚乙烯是一种具有韧性的热塑性多聚体,两者均被证明具有良好的生物相容性。
HAP与这两种多聚体聚合为新化合物,通过两轴疲劳试验表明:该化合物有良好的力学性能。
4. 4. 3 纳米AP /聚酰胺( PA)复合材料
苏勤等用共沉淀法制成了纳米磷灰石/聚酰胺复合材料,通过常压共溶法直接用纳米磷灰石浆液制备了纳米HAP晶体/聚酰胺生物活性材料。
都获得了高nHAP含量和分散均匀的复合材料。
测试表明: 约65%的HAP以纳米级均匀地分散在PA 基体中,在复合材料的两相界面间有化学键形成;此复合材料的抗压、抗弯强度和弹性模量与人体皮质骨类似。
硫酸钙/ 纳米羟基磷灰石复合材料
羟基磷灰石（HA）是一种可靠的骨修复材料，而HA的塑型性能很差，体内降解也比
较慢。
半水硫酸钙（CSH）也是一种良好的骨诱导材料，其塑型性能颇为理想，目前国
外已开发出CSH的新型骨诱导材料，并在创伤、脊柱外科等领域获得了广泛的应用和良
好的临床效果
4. 5 纳米仿生骨天然骨是胶原纤维贯穿于HAP形成的复合材料、HAP占骨的7% ,胶原纤维为交联的螺旋状多肽链,赋予骨很好的强度,且使骨受应力时可弯曲。
骨内部保持成
骨细胞和破骨细胞的生理平衡,工程化骨就是利用支架培养细胞使骨组织再生。
常用多孔陶(孔径200～400μm)作为支架,在体外培养细胞,使其扩增,形成骨组织再植入体内。
HAP能吸收各种蛋白质,其中包括骨形成与骨吸收相关细胞因子、生长因子及细胞黏附蛋质。
4. 5. 1 多孔仿珊瑚人工骨杨加峰等[ 28 ]用HAP为原料,采用湿化学法合成粉料,该粉料微粒呈细针状和类晶须结构, 15～50 nm,用粉料制成的块料具有天然骨类似结构。
实验证明,这种梯度结构多孔体的力学性能较普通珊瑚人工骨有较大提高,其抗压缩强度大于人松质骨的压缩强度,可满足大多数临床需要。
4. 5. 2 纳米磷酸钙/胶原材料Wei etal[ 29 ]在研究大段骨的细胞载体材料时,根据仿生矿化原理,采用纳米自组装技术研制出成分和结构都与天然骨组织高度相似的纳米磷酸钙/胶原基骨材料,其磷酸钙/胶原层间距为1117 nm,与天然骨组织里的711 nm十分接近,即均为倾斜的层状结构。
实验证明,成骨细胞在该支架上能生长并分泌骨基质。
4. 5. 3 脱钙骨基质/胶原材料胶原表面含有沉积矿物的位点,当与非胶原基质蛋白特别是生长因子结合,可有效地引发和控制矿化过程,促进骨形成并诱导至植入物中。
L i et al[ 30 ]发现,在胶原中加入HAP和TCP制得复合物,其骨再生能力得到明显提高。
脱钙骨基质中含有BMP,具有骨诱导作用,试验证明:用脱钙骨基质治疗骨不连、骨肿瘤和纤维损伤等骨科难症获得良好疗效。
