理想人工骨材料研制是生物材料领域重要课题 2021人工骨行业发展前景分析

在现代医学中，人工骨应用十分广泛，颅骨修补、膝盖骨填充，还有医美中的垫鼻梁、垫下巴等，都有人工骨的出现。自1971年人们发现海珊瑚具有与人骨相类似的孔隙结构，开始应用原始珊瑚碳酸钙作为植骨材料。一只150～200磅的珊瑚就可以提供数百个人工骨原料，但珊瑚骨质地脆，吸收快，在骨缺损处只具有支架和骨引导作用，而无骨诱导能力，单纯珊瑚植入机体后有一定的体积丧失，对于较大的骨质缺损，仅用珊瑚难以达到完全修复。

人工骨按材料的结构和性能大致可分为无机材料、有机材料和复合材料。目前，许多人工骨材料已被应用于骨重建，复合有成骨潜能的细胞或生长因子后效果较好，但其植入后的长期可靠性是一个问题。

骨由有机质和无机盐结合而构成。有机物质主要是骨胶蛋白，使骨具有一定的韧性。无机盐即坚硬的矿物质(羟基磷灰石结晶，即磷酸钙和氢氧化钙的复合物)使得骨坚硬不屈、傲然挺立，是影响骨硬度的因素。有机成分和无机两种成分有着恒定的比例，一般而言，前者占成人骨干重的34%，后者占65%，两者的结合使骨具有很大的韧性和坚固性。羟基磷灰石具有良好化学稳定性、骨传导性与骨诱导性，因此被广泛应用于人工骨制造。

在骨科领域,由于严重创伤、骨肿瘤、骨髓炎等多种原因所致的骨缺损十分常见。目前常用的骨修复材料包括自体骨和金属假体。自体骨增加了患者的创伤和痛苦;金属假体存在松动、断裂等问题。因此,人工骨替代材料移植修复骨缺损成为医学重点。人工骨 (Artificail Bone) 是指可以替代人体骨或者修复骨组织缺损的人工生物材料。当需替换关节或治疗骨断裂时，最理想的方式是通过组织再生功能实现骨的自身修复。然而在许多情形下，人体骨并不能实现自身修复，例如骨组织坏死，骨关节创伤，这时就需要人工骨的帮助，理想人工骨材料的研制是医学和生物材料科学领域的一个重要课题。

由仿生思想的启示，1986年，美国齿科协会科学家L. C. Chow 和W. E. Brown发明了磷酸钙骨水泥，1996年FDA批准CPC可以用于非承重骨的骨缺陷治疗。但羟基磷灰石因其强度和韧性较低，使其使用范围受到限制，如何提高其性能便成了研究的热点，羟基磷灰石/胶原类骨仿生复合材料登上舞台，胶原的加入使人工骨更加贴近人体天然骨成分。

近年来，除了应用于骨修复和替代的人工骨，应用于骨髓炎、骨缺损和预防人工关节感染等方面人工骨的开发不断展开，载药人工骨具有药物载体和修复骨缺损的双重作用，主要分为羟基磷灰石、磷酸钙骨水泥、生物玻璃等，前两者已逐步应用于临床研究及治疗中，生物玻璃是最近比较新的材料，关于其特性、具体应用还要进一步研究。

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