1.2.3 医用生物陶瓷分类

陶瓷植入材料根据其与生物体组织的作用机理可以分为生物惰性陶瓷、生物活性陶瓷、生物可降解陶瓷。生物惰性陶瓷主要特点为生物体相容性好，无组成元素溶出，植入机体后，对机体没有刺激性，而且材料稳定性好，长期使用也不会损坏，另外种类也很多，包含氧化金属陶瓷（氧化铝、氧化锆）、碳素材料、密度较高的羟基磷灰石陶瓷等。生物活性陶瓷的特殊性在于表面可与生理环境反应或者结合，由于与机体的组成大致相似，植入人体后组织没有排斥现象。这样的材料还有另外几种，如HAP、活性陶瓷等。

生物可降解陶瓷（如硫酸钙类、磷酸钙类）的作用机理是在一定的时间内在人体中作为骨的替代物，一段时间后，能够通过人体的自身作用分解或溶解成可以排除体外的物质。

1.3 磷酸钙类骨修复用生物活性陶瓷

由于磷酸钙陶瓷与人体的相容性十分优越、活性出众，再加上材料本身无毒、无害，以及能够有效地同机体类自然股通过生化作用形成很好的链接，因此，在现今的研究中磷酸钙生物陶瓷在骨替代硬组织的生物材料中占有很高的比重。羟基磷灰石和磷酸三钙磷酸钙是主要的生物陶瓷，羟基磷灰石Ca10(PO4）（Hydroxylapatite,简称HA）与磷酸三钙（β-磷酸三钙β-Ca3(PO4)2简称β-TCP）的Ca：P分别为1.67，1.5。

1.3.1 骨的组成及形成模式

骨组织由活细胞和矿物质(主要是Ca和P）组成，Ca和P的存在使得骨头坚硬。骨组织的形成,包括间充质细胞分化，并伴随分泌一种类似于骨质的物质，以及经过矿化的骨质相似物[3]。骨的形成模式主要有以下三种方式[4~5]，膜内成骨、软骨内成骨、附加性成骨。

1.3.2 骨的修复

骨本身具有自我修复功能，在受到损伤后，骨能够自我修复进行愈合。骨损伤后，骨形成细胞发挥作用，通过不断的增殖分化，最终实现骨的愈合。骨折愈合过程只要由以下的过程反复出现来组成[6~9]。

（1）血肿的形成：骨折后,骨组织及邻近软组织均遭到不同程度的破坏，并且断骨端连同周围形成具有血色的肿块，在7天左右内血液凝结，形成血块，同时纤维蛋白析出使得断裂处初步衔接。

（2）机体自身的清理：血肿中存在的多种血液细胞，尤其以吞噬细胞为主，吞噬细胞碎片、坏死组织、残余细胞等，对血肿进行初步清创。

（3）纤维骨痂的形成：随着时间推移，析出纤维蛋白、再加上毛细血管增生，导致血管外围的成骨细胞或成软骨细胞侵入血肿中，并分泌大量胶原纤维，形成纤维骨痂，包围断端。

（4）初期骨痂的形成：骨的膜开始增长生成，累积变厚，骨的形成细胞也开始分化，为骨痂的形成创造必要的条件，另外分泌基质取代纤维骨痂，矿化而成编制骨。

（5）二期骨质骨痴形成：编织骨表面存在的成骨细胞不断分泌骨样组织，骨小梁的融合，新生骨组织填充内部空隙，开始出现哈佛氏系统,编织骨逐渐开始演变，最终变成了板层骨,终期性骨痂由此形成，同一时期,软骨细胞不断的增殖形成了骨质骨痂的模板—软骨性骨痂。

（6）骨的改建与重塑：骨痂不断增长，密度增大，髓腔得到修复，最终骨痂、皮质相连，达到愈合。新的骨组织通过机体作用，多余骨痂被吸收，间隙被膜内成骨所补充，最终恢复正常。

1.3.3骨替代材料

尽管骨具有自我修复功能，但是只限于小面积，一旦面积过大，自我修复功能作用受限，再加上年龄、疾病等众多因素的影响，完全依靠骨的自我修复功能在许多情况下不适用。因此，在发生大面积骨损伤时，需借用骨材料移植来帮助患者修复。