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组织工程材料根据生物体内可以被分解和排出体外的能力，一般可分为两类，一类为生物可降解型材料，另一类为非生物可降解型材料[1]。生物可降解型材料可以在生物体内通过生物降解过程（水解、酶解等），从而逐步变为小分子化合物，参与体内的正常代谢过程。此类材料相比于其他类型的材料而言，具有更高的生物相容性，因此是目前研究最广泛的领域之一。
生物可降解型材料又可分为三类，分别为从生物中直接提取或之后部分改性的天然材料，通过化学合成方法制备得到的人工合成材料，以及将两种类型的材料通过化学或物理方法混合的天然－人工合成复合材料。组织工程中常用的天然生物可降解材料主要有壳聚糖（Chi）、明胶（Gel）和海藻酸钠（Alg）及其衍生物等，人工合成材料主要有聚乙烯醇(PVA)、羟基磷灰石(HA)、聚乳酸(PLA)和聚羟基乙酸(PGA)等。天然－人工合成复合材料试讲天然材料和人工合成材料通过物理或化学方法结合起来制得的材料，比较常见的有HA－Chi复合和HA－Gel复合材料等。目前，天然材料由于本身来源于生物体，再被制成成武材料进入生物体内后受到机体排异的影响最小，因此具有更加优良的生物相容性同时生物可降解性也很优良，是目前研究的重点。
1.1.1 碳酸钙微球
碳酸钙在自然界中存量极其丰富，是组成生物体骨骼的必要成分之一，有较高的生物相容性，已被广泛用于食品[2]、化妆品[3]、医药[4]等领域。目前，含有碳酸钙微球的药物已经被用于人体抑制胃酸过多和补充钙质等方面。同时，由碳酸钙组成的药物控制释放系统（drug controlled release system），能够在人体能更稳定地存在。其降解速率较慢，作用效果更长，从而可以将药物缓慢释放到病症部位，并在较长时间内文持病灶处的药物浓度，从而减少给药次数，提高治疗效率，减轻患者痛苦。且碳酸钙作为人体骨骼的主要成分之一，作为药物对人体的毒副作用很小，是用于骨和软骨组织工程的理想材料。
碳酸钙可分为重质（heavy CaCO3）、轻质/沉淀（light/precipitated CaCO3）、活性（activated CaCO3）和纳米级碳酸钙（nano CaCO3）等，区别主要在于制备的条件、方法和所得产物的理化性质等。目前，在生物医用材料领域所使用的CaCO3一般都是晶体碳酸钙材料。CaCO3存在三种比较常见的晶型，即方解石型（calcite）、文石型（aragonite）和球霰石型（vaterite），其中球霰石型已被广泛用作稳定剂，并且可用于再生医学，作为医用胶囊的替代物。纳米尺寸的CaCO3多孔微球相比与其他类型来说具有更大的比表面积，因此在相同质量条件下，可以吸附装载更多的药物；同时生物活性较高，在运输和缓释药物方面能够发挥重要作用，因此可作为药物缓释的载体。这一特定的纳米非晶结构为材料化学领域提供了大量的灵感，也为开发出新型的骨修复结构材料提供了动力[5]。
从应用角度考虑，制备得到的材料能否成功应用于特定领域，与材料粒子的尺寸和形貌密切相关。实际生产过程中，常利用晶体生长调控剂，实现对CaCO3微粒性质的调控[6]。Jada等[7]和聂秋林等[8]分别在CaCO3制备过程中加入聚苯乙烯磺酸（PSS）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP），成功合成出出文石型的微粒。但由于PSS和PVP均为化学合成得到的高分子，生物降解性能较差，且PVP的后续分离较为困难，限制了CaCO3微球在生物医用材料方面的应用。谭件云等[9]则以生物降解性更好的羧甲基纤文素钠（CMC）作为调控剂，得到方解石型的CaCO3微粒。羧甲基纤文素（CMC）是含有羧甲基（—CH2COOH）的纤文素衍生物，具有良好的生物相容性和生物降解性，因此被广泛应用于生物医药实验。其结构式如图1.1所示。以Na2CO3和 Ca(NO3)2•4H2O为原料合成的碳酸钙，当ρ(CMC)为0.5g/L时，CaCO3粒子的微观形貌与没有CMC的情况下发生显著变化，呈现出均匀规则的球形而非立方体结构。这样的结构均匀、尺寸均一的结构对于后续多聚糖层的均匀组装步骤是十分有利的[10]。