羥基磷灰石的臨床研究進展

韓麗娜　于夢雪　劉學娜*

（1 高密市市立醫院內一科，山東 高密 261500；2 哈爾濱醫科大學藥學院，黑龍江 哈爾濱 150081）

羥基磷灰石的臨床研究進展

韓麗娜1，2于夢雪2劉學娜2*

（1 高密市市立醫院內一科，山東 高密 261500；2 哈爾濱醫科大學藥學院，黑龍江 哈爾濱 150081）

羥基磷灰石（Hydroxyapatite，HA）是動物和人體骨骼的主要無機礦物成分，隨著現代技術的進步，針對HA的生物學特性以及它的缺點做出了很大的改進應用于臨床。本文綜述了近年來國內外學者對羥基磷灰石的改造及臨床研究。

羥基磷灰石；復合材料；綜述

羥基磷灰石（Hydroxyapatite，HA）是動物和人體骨骼的主要無機礦物成分，廣泛地應用于人工骨組織和生物假體的表面涂層，也可用于細胞裝載、藥物釋放等領域。具有良好的骨傳導性和生物相容性。然而，HA質地太脆，機械性能不佳，沒有足夠的強度和疲勞承受力等缺點使研究者們在醫學領域及制作成骨材料上不斷進行改進。將HA的改進分為三個階段：納米羥基磷灰石的研究；納米羥基磷灰石的二元復合材料研究；納米羥基磷灰石的三元復合材料研究。

1　納米羥基磷灰石的研究

人體骨骼中的羥基磷灰石主要是納米針狀單晶體結構。合成的納米羥基磷灰石（nHA）在組成成分和結構上與自然骨結晶部分基本一致，但仍然有很多問題亟待解決：材料的組織相容性、引導成骨能力、加工性能，不能完全滿足骨修復材料的要求［1］，因此，研究人員將nHA與某些材料復合并將其作為骨修復材料來試圖解決這些問題。

2　納米HA的二元復合材料的研究

聚乳酸（PLA）是美國食品藥品管理局（FDA）認可得生物材料，但其降解產物呈酸性，易引起炎性反應。將HA于PLA復合，二者的優點可集于一體。Kim等［2］利用分散法值得了PLA-nHA復合材料，具有良好的孔隙率和力學強度。Cui等研究發現，應用熱熔法制備的不同nHA質量比的復合材料均具有90%左右的孔隙率，且nHA在復合材料中含量為20%時，復合材料力學強度最大，但是這類材料的復合界面處常首先遭到破壞，導致力學強度喪失過快。

殼聚糖（Chitosan，CS）的主要成分是氨基葡聚糖，具有誘導刺激組織再生重建的活性，能增加碳酸化羥基磷灰石骨水泥固化液的黏度系數［3］，利用共沉淀法制備了殼聚糖/羥基磷灰石均相納米復合材料，可促進HA在此處的結晶生長，但CS只能溶于酸性環境，而羧甲基殼聚糖（Carboxymehylchitosan，CMCTS）是殼聚糖羧甲基化得到的醫用水溶性產物，CMCTS/n-HA復合支架材料具有一定的力學強度，能承受生理壓力，能夠滿足骨組織工程支架材料的要求。鈦/HA合金材料具有更好的成骨性，是一種骨細胞相容性良好的骨替代材料。綜合了金屬材料、納米材料和生物活性陶瓷材料各自的優越性，是一種較為理想的硬組織植入材料。

天然絲素蛋白（silk fibroin，SF）是由18種氨基酸組成的纖維蛋白，適用于組織工程支架材料，仿生法制備HA/SF新型生物復合材料。發現SF/HA解決了HA降解慢和脆性大，以及SF機械強度差和降解快的缺點。鄒蕊等［4］研究發現可以增強成骨細胞基質分泌，有效促進新骨形成。但迄今為止，仍不能很好解決其免疫原性和生物力學性能等問題。

膠原蛋白或稱膠原，是人體內含量最豐富的蛋白質，具有無抗原性、參與組織愈合過程、促進傷口愈合、生物相容性好，可用于引導組織再生的生物材料，因此在燒傷創面敷料、骨移植替代材料、組織再生誘導物得到廣泛應用。然而制備膠原/納米羥基磷灰石復合材料雖具有生物可降解性高、表面能較大、生物相容性和生物活性更好等特點， 但仍不能與骨生長速度很好地匹配。

3　納米羥基磷灰石的三元復合材料的研究

HA三元復合材料的研究正在逐漸解決二元復合材料體內降解速度與骨生長速度不匹配、接界面的強度低等問題，HA三元復合材料的研究已經成為現在的研究熱點。目前三元復合材料的研究主要是在二元的基礎上進行改造，研究較多的是對HA-殼聚糖、HA-聚乳酸和HA-聚乙烯醇的改造。

肖海軍等［5］通過共沉淀法合成了納米羥基磷灰石/羧甲基殼聚糖-海藻酸（Nano-HA/CMCS-SAL）復合粉體，發現Nano-HA/CMCS-SAL復合骨水泥具有良好的細胞相容性和血液相容性，有與組織再生相匹配的降解性能。吳國志等成功制備了膠原蛋白/殼聚糖/羥基磷灰石多孔納米復合材料，并發現具有良好的生物活性和界面粘接效果。呂彩霞等研究制備了納米羥基磷灰石/殼聚糖/硫酸軟骨素復合材料，采用共沉淀方法得到的復合材料有良好的力學性能，對機體微環境影響微小，表面礦化效果好，且有利于基質細胞的貼附和生長。

姜少鵬等［6］采用熔融共混法制備PLA/n-HA/改性硅灰石復合材料，該復合材料通過硅灰石的加入提高了復合材料的熔點、維卡軟化點、沖擊強度、拉伸強度，材料的綜合能力明顯增強，并提高了復合材料的熱穩定性。沈烈等用溶液共混一熱壓方法制備了碳纖維增強羥基磷灰石/聚乳酸復合生物材料，此復合材料有很好的強度保持性，但觀察復合材料的微觀結構發現，聚乳降解后碳纖維和集體之間的界面出現空隙。強小虎等用復合材料共混工藝制備聚磷酸鈣纖維/納米羥基磷灰石/聚乳酸復合材料的力學性能和體外降解性能與人骨組織相近。

龔明明等采用機械共混法、原位化學合成法等制備了一系列納米羥基磷灰石/聚乙烯醇/明膠（HA/PVA/GEI）復合材料。聚乙烯醇可使納米羥基磷灰石/明膠/聚乙烯醇復合材料中形成大量化學鍵，其中聚乙烯醇可以起到交聯劑的作用，使復合材料產生復雜的網狀結構，提高了復合材料的機械強度，增強了納米羥基磷灰石/明膠/聚乙烯醇三相之間的界面結合。王宏麗等［7］采用溶液共混法制備了羥基磷灰石/聚乙烯醇/海藻酸鈉（n-HA/PVA/SA ）復合水凝膠材料，將其復合人材料中，為制備既可暫時替代又可緩釋藥物并引導軟骨再生的生物材料提供了一種新的思路。

納米羥基磷灰石的研究經過多年的研究與探索，已廣泛的應用組織臨床康復。但仍存在兩個主要問題：①納米羥基磷灰石強度低、力學性能差，納米顆粒易聚集等；②復合材料體內強度講解速度于骨生長速度不匹配等問題。為此，以后的研究方向應該立足于解決這些問題，以使羥基磷灰石可以盡早在最大程度上滿足臨床應用的要求，造福于人類。

［1］戴延鳳，張好賓，魏俊超，等.改性羥基磷灰石/聚乳酸（PLLA）復合材料的制備及細胞毒性［J］.南昌大學學報（理科版），2012，3（36）:359-361.

［2］Cui Y，Liu Y，Jing Y，et al.The nanocomposite scaffold of poly （lactideco-glycolide） and hydroxyapatite surface-grafted with L-lactic acid oligomer for bone repair［J］.Acta Biomater，2009，5（7）:2680-2692.

［3］Takechi M，Miyamoto Y，Ishikawa K，et al.Nondecay type fastseting calcium phosphate cement using chitosan［J］.J Materials Sci Materialsin Med，1996，17（2）:1429-1435.

［4］鄒蕊，石福喬，牛林，等.I型膠原在絲素蛋白一羥基磷灰石類骨質復合生物材料修復兔股骨缺損中的表達［J］.山西醫科大學學報，2012，43（9）:655-657.

［5］肖海軍，薛鋒，何志敏，等.納米羥基磷灰/羧甲基殼聚糖一海藻酸鈉復合骨水泥的生物相容性與體內降解研究［J］.生物醫學工程研究，2011，30（3）:159-163.

［6］姜少鵬，甄衛軍，龐桂，等.聚乳酸/納米羥基磷灰石/改性硅灰石復合材料的制備、表征及性能研究［J］.非金屬礦，2010，33（3）:16-19.

［7］王宏麗，陳風雷，李智，等.納米羥基磷灰石/聚乙烯醇/海藻酸鈉復合水凝膠的結構與性質研究［J］.成都大學學報（自然科學版），2012，31（3）:211-214.

R496；R318.08

A

1671-8194（2015）20-0045-02

黑龍江省自然基金資助（H201404）