德国开发出新型复合骨移植材料
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本网讯 骨移植用于临床已有3个多世纪，是仅次于输血的同种异体组织移植。目前骨移植手术使用的移植材料多为自体骨或异体骨，但受到取材有限、并发症、排异反应等限制；传统的合成植入体如钛合金人工骨则常需二次手术取出，对患者身体造成二次伤害。为此，德国弗劳恩霍夫陶瓷技术和烧结材料研究所（IKTS）开发出一种新型的烃基磷灰石/氧化锆复合材料，其多孔的支架结构可与成骨细胞结合，推动生理性骨重建。 烃基磷灰石是脊椎动物骨骼和牙齿的主要成分，具有良好的生物活性和生物相容性，但抗压强度相对较弱；加入高性能陶瓷——氧化锆后，就能在保持生物相容性的同时克服力学缺陷，且不会与人体的有机组织起生化反应，避免排异。 IKTS的科学家们将这种材料的制备工艺称为冻干-直接发泡法：将装有悬浮液的器皿放入冻干机，设定一定的环境压力，送入的空气及在冻干过程中产生的水蒸气会使悬浮液起泡，温度持续下降至悬浮液的三相点（即化学性质稳定的纯物质固、液、气三相平衡共存时的固有温度和压强值）后，冻干机将静止状态的泡沫加热烘干，固态、液态的水则直接变为蒸汽。发泡过程中，小微气泡间的孔隙变薄，发生兼并和融合，原有结构被打破，通过一系列可控的聚结、奥氏熟化、分流等工艺，形成新的开放式多孔结构，这种结构与哺乳动物的骨骼结构近似，易于细胞长入和液体弥散，具有良好的成骨性能。 经过对稳定性、显微构造、抗压力度、孔径分布等方面分析，专家组得出了积极结论，即该复合材料无论从功能还是结构上都是骨替代材料的上乘之选。理由如下：1.形成的泡沫结构是骨细胞生长的最佳前提，细胞不但在陶瓷表面附着、生长，甚至繁殖活跃。2. 两种材料经过适当比例的混合，具有很高的生物相容性，能达到与天然骨近似的硬度。3. 在骨骼修复过程中，烃基磷灰石材料会逐渐降解，而氧化锆支架则留在骨组织中继续发挥支撑作用。4. 因冻干发泡的制备方法可控，若进一步提高工艺技术，则可使该材料按任意形状发泡，将来完全可以生产出与病患部位尺寸、重量精确匹配的仿生材料，这不仅符合个体化医学的发展方向，也有极高的产业价值。 目前，该材料的体外实验已成功实现与宿主骨的全方位融合，下步将寻找合适的有机生物进行体内实验。 |
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