四川大学张兴栋院士团队在磷酸钙生物陶瓷领域取得进展


来源:中国粉体网   山川

[导读]  四川大学张兴栋院士团队在磷酸钙生物陶瓷领域取得进展。

中国粉体网讯  生物吸收性陶瓷材料存在新骨形成并伴随陶瓷材料降解,因此又称生物可降解性陶瓷材料。最早是在1973年被报道并提出的,此报道指出β–Ca3(PO4)2多孔陶瓷材料植入生物体后,可以被快速吸收,并发生骨置换。可吸收生物陶瓷材料在生物体内的作用是使缺损部位被新生的骨组织取代,而自身则被体液溶解吸收或被代谢系统排出体外,但其降解速度快,不利于诱导成骨。


而且磷酸钙陶瓷由于其固有的脆性和较低的机械强度,目前主要用于填充或修复非承重区域的骨缺损。众所周知,机械增强和骨诱导是矛盾的。因此,如何在磷酸钙生物陶瓷中实现机械强度和骨诱导性之间的平衡仍然是当前研究的热点。


双相磷酸钙(BCP)陶瓷主要由羟基磷灰石(HA)和β-磷酸三钙)构成,材料中两种组分所占的质量百分比(wt%)会对BCP陶瓷的应用效果产生影响。BCP生物陶瓷具有良好的生物相容性、生物活性、机械性能、可吸收性及骨传导性,同时具有骨诱导的潜能。


日前,四川大学张兴栋院士、朱向东研究员和李向锋副研究员利用原位生长工艺成功制备了空心管晶须改性双相磷酸钙(BCP)陶瓷(BCP-HW)。与最初的BCP陶瓷(BCP-C)和具有固体晶须的陶瓷相比,BCP-HW具有更大的比表面积(是BCP-C的3.9倍)和更高的机械强度(是BCP-C的3.4倍),使其更能刺激骨髓间充质干细胞的粘附、增殖和成骨分化(下图)。在犬的肌内植入模型中,BCP-HW显示出优异的骨诱导性并促进新骨的成熟,并且在术后3个月时,植入物的最终抗压强度增加到≈12MPa。在兔股骨临界尺寸的节段性骨缺损模型中,BCP-HW的修复效果最好。植入6个月后,在BCP-HW中观察到比BCP-C更多的新骨长入和更高的弯曲负荷。因此,该研究表明原位中空管晶须结构在扩大钙磷陶瓷在承重骨缺损修复中的应用方面具有巨大潜力。


 

不同原位晶须的BCP生物陶瓷的成骨能力


相关工作以“A Novel Hollow-Tube-Biphasic-Whisker-Modified Calcium Phosphate Ceramics with Simultaneously Enhanced Mechanical Strengthand Osteogenic Activity”发表在《Advanced Functional Materials》。


参考来源:

[1]高分子科学前沿

[2]沈红裕等.双相磷酸钙陶瓷在口腔种植的应用及研究进展


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作者:山川

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