磷酸钙陶瓷生物降解研究的进展

磷酸三钙、磷酸四钙、羟基磷灰石及它们的混合物等磷酸钙陶瓷，其成分与骨矿物组成类似，生物学相容性好，被视为典型的生物陶瓷。它们在生理环境下能发生不同程度的降解，被组织吸收，称为生物降解或生物吸收。这种特性与材料的化学成分、结晶相、结构形态等材料学因素有关，同时也与宿主个体差异、植入部位、与骨接触方式等生物学因素有关。目前主要研究方法有体外模拟试验及体内埋植试验，通过观测材料结构、性能及成分的变化，与     

磷酸钙微球骨修复材料研究进展

磷酸钙微球具有良好的渗透性、高的比表面积、低致密度和较好的力学性能,在分离、催化、传感、组织工程和药物释放等方面均有应用。本文综述了近年来磷酸钙陶瓷微球在组织工程和药物释放等骨修复相关领域的研究进展, 介绍了实心、多孔、空心和花瓣状等四种不同结构磷酸钙陶瓷微球制备方法以及在骨修复领域中的应用, 并归纳总结了各类微球具有的优缺点和改进的方向, 为骨修复用磷酸钙微球的设计和制备提供较系统的参考。     

掺钕介孔硼硅酸盐生物活性玻璃陶瓷骨水泥的制备与性能表征

骨肉瘤是一种常见的恶性骨肿瘤, 常通过手术切除进行治疗。但术后造成的骨缺损难以自愈, 残余肿瘤细胞还会增加复发可能性。本研究开发了一种用于修复骨缺损和协同治疗骨肉瘤的掺钕介孔硼硅酸盐生物活性玻璃陶瓷骨水泥。首先通过溶胶-凝胶法结合固态反应制备了可作为光热剂和药物载体的掺钕介孔硼硅酸盐生物活性玻璃陶瓷微球(MBGC-xNd), 然后将微球与海藻酸钠(SA)溶液混合制备了可同时进行光热治疗和化学治疗的可注射骨水泥(MBGC-xNd/SA)。结果表明掺Nd³⁺赋予微球可控的光热性能, 负载阿霉素(DOX)的微球显示出持续的药物释放行为。此外, 载药骨水泥的药物释放量随着温度的升高而显著增加, 说明光热疗法产生的热量可促进DOX释放。体外细胞实验结果表明, MBGC-xNd/SA具有良好的促成骨活性, 并且光热-化学联合疗法对MG-63骨肉瘤细胞起到了更显著的杀伤作用, 表现出协同效应。因此,MBGC-xNd/SA作为一种新颖的多功能骨修复材料, 在骨肉瘤的术后治疗方面具有良好的应用前景。     

人工骨─羟基磷酸钙材料的研制与应用

本文报导了人工骨—羟基磷酸钙的研制及其性能检测。各项生物学指标均符合要求，无刺激性、无毒性、无致突变、无溶血作用；动物试验证明它是一种生物相容性良好的生物材料。临床应用了７２例效果良好，表明它是一种非常稳定的高质量的新型骨代用材料，是一种有着广泛应用价值的生物材料。     

几种聚乳酸／生物活性陶瓷复合材料生物活性的比较

采用溶解共混法制备含30％硅灰石的聚乳酸／硅灰石新型生物医用复合物膜．将其放入37．5℃模拟体液中,分别在1,3和6d取出样品,从沉积物形成速度以及沉积物的量考察复合物的生物活性,并与目前研究应用较多的聚乳酸／羟基磷灰石、聚乳酸／磷酸三钙以及聚乳酸／珍珠层粉进行比较。扫描电镜和红外光谱分析表明,聚乳酸／硅灰石、聚乳酸／羟基磷灰石和聚乳酸／磷酸三钙复合物膜的生物活性明显优于聚乳酸／珍珠层粉,这三种复合物膜表面在浸泡一天时表面出现类骨羟基磷灰石沉积物,6d时表面完全被沉积物覆盖。聚乳酸／硅灰石复合物材料具有较好的生物活性,适于应用在骨修复以及骨组织工程领域。     

磷酸钙骨水泥的制备及其应用研究

1 成果介绍 磷酸钙骨水泥(CPC)是由几种磷酸钙盐组成的混合物,用固化液调和后呈糊状物,能根据缺损部位准确填充塑型,其最终成份转化为羟基磷灰石。高的生物相容性和能根据缺损部位准确塑型的特性的统一使其成为新一代骨修复材料,目前国内外尚没有成熟产品。 华东理工大学将化学工程、材料工程、生物医学工程的原理与方法结合起来,利用晶体成核与生长动力学、表面化学、高温     

骨组织工程材料的研究

组织工程支架材料在组织工程中正发挥着越来越重要的作用.组织工程的核心是构建细胞生物支架材料复合体,其中,三维多孔支架材料发挥着重大作用.除了决定新生组织、器官的形状外,最重要的是为细胞提供获取营养、气体交换、废物排除的环境,为细胞增殖繁衍提供空间.因此,支架材料应是高度多孔的,支架的孔隙大小必须控制,并有严格要求.本文主要介绍了骨组织三维多孔材料的研究现状,并对组织工程支架及骨修复过程做了简要的介绍,并对其发展方向作了展望.     

生物陶瓷骨内植入后与组织间的界面研究

将β—TCP陶瓷植入大白兔的股骨内并定期注射四环素，分别在光学显微镜、荧光显微镜或扫描电子显微镜下观察新骨的形成和成骨过程，研究了β—TCP植入体内后与组织间的界面作用以及磷酸钙生物陶瓷的成骨作用．结果表明，在类骨质表面有大量的成骨细胞，间充质细胞增生和浸入．植入β-TCP陶瓷两个月后，类骨质通过钙化转变为编织骨．植入三个月后，出现由骨桥连接的“骨岛”，β—TCP陶瓷降解，并被新骨分散．植入六个月后，新的骨髓腔形成，编织骨变成板层骨．八个月后，在哈弗氏骨板上出现材料颗粒，形成典型的松质骨结构．因此，无生命的钙磷材料在体内可以参与有生命的组织活动．     

磁性功能支架用于骨组织工程的研究进展

支架引导再生在创伤、肿瘤、切除等引起的严重骨缺损的治疗和修复中起着至关重要的作用。目前发展的磁性功能支架已被证明自身或者结合外部磁场可以影响细胞代谢行为,通过磁性环境来促进骨组织再生。特别是其结合外部磁场的作用,可以有效远程控制药物释放和激活细胞表面通道,介导一系列成骨相关通路,诱导细胞分化,促进组织生长、骨缺损再生等反应。同样,磁性支架在热疗、磁共振成像、靶向递送等方面也有着广泛的应用潜能。磁性支架可提高骨组织工程效率,为骨缺损的修复提供了一定保障。本文综述了磁性支架的复合、制备技术、促进骨再生的机制,以及磁场和磁性支架的协同功能,并总结了几种磁性功能支架在骨组织修复工程领域中的研究及应用。     

壳聚糖季铵盐基杂化支架的制备及其作为rhBMP-2载体的研究

采用环氧衍生物开环法制备壳聚糖季铵盐,通过其与甘油磷酸钠的分子间作用力交联成凝胶,冻干后得多孔支架,用于装载骨形态发生蛋白-2应用于骨修复领域;同时引入β-TCP作为物理交联点,在提高支架力学强度的同时,更好地调控支架的溶胀行为,延长rhBMP-2的释放时间,并且在异位诱导成骨的动物实验中取得良好效果。     

多孔硅酸钙生物陶瓷的制备及体外活性和降解性研究

以聚乙二醇为造孔剂,制备了多孔硅酸钙生物陶瓷.应用本文提供的方法,可制得孔连通性好、气孔率53.7%-73.6%、抗压强度4.9-48.5MPa、大孔孔径200-500μm的多孔陶瓷.研究表明,多孔硅酸钙生物陶瓷的力学强度随造孔剂含量的增加而明显降低,而气孔率则相反.应用模拟体液浸泡实验研究了多孔陶瓷的体外生物活性和降解性.研究表明,样品在模拟体液中浸泡1天表面就全部被碳酸代羟基磷灰石层覆盖住.气孔率为63.1%的样品7天的降解率达7.14%,具有良好的降解性.研究结果显示多孔硅酸钙生物陶瓷有望作为硬组织修复支架材料用.     

多孔两相磷酸钙生物陶瓷的制备及其性能研究

介绍了以钙直力磷酸盐为原料经化学合成磷酸钙盐胶体的方法制成多孔两相磷酸钙盐陶瓷。试验结果表明，经发泡成型，高温热处理和烧结后的两相磷酸钙陶瓷其力学性能优于羟基磷酸钙并具有良好的生物相容性。     

多孔硅酸钙生物陶瓷体内非骨性环境的植入研究

采用泡沫浸渍法制备了多孔硅酸钙(CS)和β-磷酸三钙(β-TCP)生物陶瓷材料, 将其植入家兔皮下筋膜组织中以研究其非骨性环境下的生物学行为. CS, β-TCP分别植入1、2、4周后取材, 采用SPECT、Micro-CT、V-G染色、SEM、EDX等方法进行样品的观察分析. 研究表明, 多孔硅酸钙生物陶瓷植入后未见明显毒性反应、且表面沉积了一层类骨羟基磷灰石层, 说明材料具有良好的生物相容性和生物活性. 植入4周时SPECT扫描表明, CS和β-TCP的ROI值分别为53.95±15.14和9.81±3.64(p<0.01), 表明CS的血管化程度明显高于β-TCP. 植入4周时Micro-CT分析表明, CS和β-TCP的残余材料占总体积百分比分别为(16.41±1.96)%和(30.72±0.69)%(p<0.05), 组织学半定量分析也表明, CS的残余面积明显小于β-TCP(p<0.01), 说明CS的降解性明显优于β-TCP. 与β-磷酸三钙相比较, 多孔硅酸钙陶瓷材料在早期血管化、新生组织形成、材料降解性方面均具有明显优势. 研究结果显示, 多孔硅酸钙生物陶瓷有望用作硬组织修复和组织工程用支架材料.     

Black Bioceramics: Combining Regeneration with Therapy

Bioceramics have been developed from bioinert to bioactive or biodegradable materials in the past few decades. However, at present, traditional bioceramics are still mainly used in bone tissue regeneration and dental restoration. In this work, a new generation of “black bioceramics,” extending the applications from tissue regeneration to disease therapy, is presented. Black bioceramics, through magnesium thermal reduction of traditional white ceramics, including silicate-based (e.g., CaSiO₃, MgSiO₃) and phosphate-based (e.g., Ca₃(PO₄)₂, Ca₅(PO₄)₃(OH)), are successfully synthesized. Due to the presence of oxygen vacancies and structural defects, the black bioceramics possess photothermal functionality while maintaining their initial high bioactivity and regenerative capacity. These black bioceramics show excellent photothermal antitumor effects for both skin and bone tumors. At the same time, they have significantly improved bioactivity for skin/bone tissue repair in vitro and in vivo. These fascinating properties award the black bioceramics with profound applications in both tumor therapy and tissue regeneration, which should greatly promote the scientific relevance and clinical application of bioceramics, representing a promising new direction of cell-instructive biomaterials.     

骨组织工程支架材料的研究进展

骨组织工程的发展,要求充分结合材料工程与生物工程相关知识,对植入材料进行分子及细胞水平的设计.细胞外基质材料(支架材料)的选择与制备是骨组织工程的一项重要而关键的任务.如何找到能促进并指导细胞黏附、增殖的支架材料是目前骨组织工程研究的热点之一.介绍了骨组织工程相关原理,并综述了几种支架材料的发展研究现状.     

原位自发泡制备磷酸钙/聚氨酯复合骨修复支架

磷酸钙/聚氨酯(CaP/PU)复合骨修复支架制备过程中随着材料体系粘度逐渐增大, 后期加入的发泡剂难于均匀分散, 影响支架孔隙率及孔结构均匀性。本研究在CaP/PU材料合成过程中将发泡剂水以磷酸氢钙结晶水合物(DCPD)的形式均匀复合在材料中, 在一定条件下释放结晶水与聚氨酯(PU)中的异氰酸根反应生成CO₂, 实现自发泡成型。实验结果显示, 90 ℃条件下自发泡制备的CaP/PU支架孔隙率高、孔结构均匀、贯通性好。将90 ℃发泡成型的CaP/PU多孔支架在110 ℃再熟化处理, 可提高支架的力学性能高达1倍以上。该方法简便易行, 为聚氨酯基多孔支架的制备提供了新思路。     

A Natural Bone Cement—A Laboratory Novelty Led to the Development of Revolutionary New Biomaterials

Research on calcium phosphate chemistry at NIST led to the discovery of the worlds first self-hardening calcium phosphate cements (CPC) in 1987. Laboratory, animal, and clinical studies were conducted to develop CPC into clinically useful biomaterials. The combination of self-hardening capability and high biocompatibility makes CPC a unique material for repairing bone defects. Near perfect adaptation of the cement to the tissue surfaces in a defect, and a gradual resorption followed by new bone formation are some of the other distinctive advantages of this biomaterial. In 1996 a CPC, consisting of tetracalcium phosphate and dicalcium phosphate anhydrous, was approved by the Food and Drug Administration (FDA) for repairing cranial defects in humans, thus becoming the first material of its kind available for clinical use. This paper will review the course of the development, the physical and chemical properties, and clinical applications of CPC.     

壳聚糖对骨组织工程中组织修复的影响

材料植入体内必然引起宿主体的应答,促进或抑制组织愈合。由于降解材料在体内的降解产物会随时间而变,产生的宿主体应答就会不同,进而会影响组织的愈合。而促进或抑制组织愈合的机制就成为新型医用高分子材料设计和制备的理论基础。壳聚糖是理想的骨组织修复材料之一,但至今还不清楚壳聚糖体内不同降解过程对组织修复的影响机制,也就无法设计出性能优良的壳聚糖基新材料。文章没有罗列壳聚糖基生物材料在骨组织工程中应用所取得的进展,而是重点阐述了壳聚糖在骨组织工程中应用的复杂性和对组织修复的影响,探讨了壳聚糖进一步用于骨组织工程所需要解决的问题。     

Titanium Fiber Plates for Bone Tissue Repair

Titanium plates are widely used in clinical settings because of their high bone affinity. However, owing to their high elastic modulus, these plates are not suitable for bone repair since their proximity to the bone surface for prolonged periods can cause stress shielding, leading to bone embrittlement. In contrast, titanium fiber plates prepared by molding titanium fibers into plates by simultaneously applying compression and shear stress at normal room temperature can have an elastic modulus similar to that of bone cortex, and stress shielding will not occur even when the plate lies flush against the bone's surface. Titanium fibers can form a porous structure suitable for cell adhesion and as a bone repair scaffold. A titanium fiber plate is combined with osteoblasts and shown that the titanium fiber plate is better able to facilitate bone tissue repair than the conventional titanium plate when implanted in rat bone defects. Capable of being used in close contact with bone for a long time, and even capable of promoting bone repair, titanium fiber plates have a wide range of applications, and are expected to make great contributions to clinical management of increasing bone diseases, including bone fracture repair and bone regenerative medicine.