(4)医用复合材料:如大多数复合材料一样是由两种或两种以上的材料复合而成,如以纳米胶原蛋白纤维为支架,羟基磷灰石大量的沉积附着并形成化学键,形成的类人体骨骼材料。该类材料也有很强的设计性,可塑性,同时还能结合多种材料的优点。
随着科学进步和骨替代材料的研究深入,材料种类的界线也产生了模糊,各类材料会类似复合材料一样结合起来应用,已达到更好的效果。例如将羟基磷灰石涂层涂在金属材料表面增加其生物相容性,同时不损失其机械强度;生物陶瓷材料与生物高分子材料相结合,同时兼具可塑性和生物相容性的材料。骨替代材料其研究内容涉及到了材料医学、力学、生物学、工程学等诸多领域,具有无限可能和未来。
1。2。3。 骨修复材料的要求
骨修复材料由于需要植入人体,所以对其要求比较苛刻。主要有以下几点:
(1)无毒无害无排斥,无毒无害是最基本的要求,否则就不是救人而是害人。无排斥主要是针对人体的免疫系统对异己成分的排斥,这是异体移植技术都需要面对的问题,虽说骨组织的排斥不像其他移植排斥那么致命,但会对患者带来巨大痛苦。论文网
(2)具有一定的机械强度,骨组织本来就是人体的主要支承组织,用于移植的骨替代材料也要有一定的机械强度来支承人体,其物理强度最好是接近人体骨组织或更好。强度不够可能造成骨组织的二次伤害,或导致骨组织再生错位、异常等状况。
(3)生物相容性,生物降解性,骨再生诱导性等性质,以便更好的达到骨修复的目的。
1。3。 羟基磷灰石和β-磷酸钙
1。3。1。 羟基磷灰石性质
羟基磷灰石是一种微溶于水的弱碱性四元无机化合物磷灰石,其分子式为Ca10(PO4)6(OH)2,简写为HA。羟基磷灰石大量存在于人体骨骼与牙齿,其中牙齿含量较高约为95%。羟基磷灰石弹性模量接近人骨与牙齿,是硬性材料,但其脆性较大,不能作为承重材料。HA具有良好的生物相容性,植入人体无毒无害,无排斥现象,其表面的钙磷离子会在人体内释放并被吸收,从而促进新骨的生成。羟基磷灰石粉末则可作为牙膏的添加剂,有美白,防蛀,固齿等功效。另有研究表明纳米级羟基磷灰石具有抑制人体多种癌细胞生长的功效,在治疗癌症方面有很大前景[4,5]。纳米级羟基磷灰石作为药物载体对于多种癌症及骨科疾病治疗有诸多优势:(1)放缓药物释放速率,延长药物释放时间;(2)骨靶向,对于骨髓炎、骨癌等病症,可以利用羟基磷灰石粉末的趋骨性进行定向施药,高效持久,药效集中;(3)医用钙磷离子的替换可以载放射性元素施于癌细胞处,进行治疗。
此外,羟基磷灰石有很好的吸附性能,对Pb2+和Cd2+等重金属离子有很好的选择性吸附作用, 能够较快降低溶液中有毒重金属离子的浓度,用于处理工业度水效率高、成本低。
1。3。2。 磷酸三钙的性质
磷酸三钙又称磷酸钙,化学式Ca3(PO4)2,简称TCP,其存在多种相态,主要为低温β相和高温α相,可分别写作β-TCP和α-TCP。其中β-TCP应用最广泛,也是医学上常用的相态。磷酸三钙生物相容性良好,强度较低,易被人体吸收,是常用的补钙产品,也可以做食品添加剂使用。
1。3。3。羟基磷灰石/β-磷酸钙双相陶瓷
羟基磷灰石/β-磷酸钙双相陶瓷简称BCP,是由羟基磷灰石和磷酸三钙按不同比例组成的硬组织替代材料,其成分与人体骨骼无机成分相近,生物相容性好,具有很大研究前景。而由于羟基磷灰石和磷酸三钙在人体内被吸收的速度不同,通过调节两组分的比例就可调节BCP的降解速度,与周围骨组织相匹配,达到临床应用的目的。