羟基磷灰石的临床研究进展

韩丽娜　于梦雪　刘学娜*

（1 高密市市立医院内一科，山东 高密 261500；2 哈尔滨医科大学药学院，黑龙江 哈尔滨 150081）

羟基磷灰石的临床研究进展

韩丽娜1，2于梦雪2刘学娜2*

（1 高密市市立医院内一科，山东 高密 261500；2 哈尔滨医科大学药学院，黑龙江 哈尔滨 150081）

羟基磷灰石（Hydroxyapatite，HA）是动物和人体骨骼的主要无机矿物成分，随着现代技术的进步，针对HA的生物学特性以及它的缺点做出了很大的改进应用于临床。本文综述了近年来国内外学者对羟基磷灰石的改造及临床研究。

羟基磷灰石；复合材料；综述

羟基磷灰石（Hydroxyapatite，HA）是动物和人体骨骼的主要无机矿物成分，广泛地应用于人工骨组织和生物假体的表面涂层，也可用于细胞装载、药物释放等领域。具有良好的骨传导性和生物相容性。然而，HA质地太脆，机械性能不佳，没有足够的强度和疲劳承受力等缺点使研究者们在医学领域及制作成骨材料上不断进行改进。将HA的改进分为三个阶段：纳米羟基磷灰石的研究；纳米羟基磷灰石的二元复合材料研究；纳米羟基磷灰石的三元复合材料研究。

1　纳米羟基磷灰石的研究

人体骨骼中的羟基磷灰石主要是纳米针状单晶体结构。合成的纳米羟基磷灰石（nHA）在组成成分和结构上与自然骨结晶部分基本一致，但仍然有很多问题亟待解决：材料的组织相容性、引导成骨能力、加工性能，不能完全满足骨修复材料的要求［1］，因此，研究人员将nHA与某些材料复合并将其作为骨修复材料来试图解决这些问题。

2　纳米HA的二元复合材料的研究

聚乳酸（PLA）是美国食品药品管理局（FDA）认可得生物材料，但其降解产物呈酸性，易引起炎性反应。将HA于PLA复合，二者的优点可集于一体。Kim等［2］利用分散法值得了PLA-nHA复合材料，具有良好的孔隙率和力学强度。Cui等研究发现，应用热熔法制备的不同nHA质量比的复合材料均具有90%左右的孔隙率，且nHA在复合材料中含量为20%时，复合材料力学强度最大，但是这类材料的复合界面处常首先遭到破坏，导致力学强度丧失过快。

壳聚糖（Chitosan，CS）的主要成分是氨基葡聚糖，具有诱导刺激组织再生重建的活性，能增加碳酸化羟基磷灰石骨水泥固化液的黏度系数［3］，利用共沉淀法制备了壳聚糖/羟基磷灰石均相纳米复合材料，可促进HA在此处的结晶生长，但CS只能溶于酸性环境，而羧甲基壳聚糖（Carboxymehylchitosan，CMCTS）是壳聚糖羧甲基化得到的医用水溶性产物，CMCTS/n-HA复合支架材料具有一定的力学强度，能承受生理压力，能够满足骨组织工程支架材料的要求。钛/HA合金材料具有更好的成骨性，是一种骨细胞相容性良好的骨替代材料。综合了金属材料、纳米材料和生物活性陶瓷材料各自的优越性，是一种较为理想的硬组织植入材料。

天然丝素蛋白（silk fibroin，SF）是由18种氨基酸组成的纤维蛋白，适用于组织工程支架材料，仿生法制备HA/SF新型生物复合材料。发现SF/HA解决了HA降解慢和脆性大，以及SF机械强度差和降解快的缺点。邹蕊等［4］研究发现可以增强成骨细胞基质分泌，有效促进新骨形成。但迄今为止，仍不能很好解决其免疫原性和生物力学性能等问题。

胶原蛋白或称胶原，是人体内含量最丰富的蛋白质，具有无抗原性、参与组织愈合过程、促进伤口愈合、生物相容性好，可用于引导组织再生的生物材料，因此在烧伤创面敷料、骨移植替代材料、组织再生诱导物得到广泛应用。然而制备胶原/纳米羟基磷灰石复合材料虽具有生物可降解性高、表面能较大、生物相容性和生物活性更好等特点， 但仍不能与骨生长速度很好地匹配。

3　纳米羟基磷灰石的三元复合材料的研究

HA三元复合材料的研究正在逐渐解决二元复合材料体内降解速度与骨生长速度不匹配、接界面的强度低等问题，HA三元复合材料的研究已经成为现在的研究热点。目前三元复合材料的研究主要是在二元的基础上进行改造，研究较多的是对HA-壳聚糖、HA-聚乳酸和HA-聚乙烯醇的改造。

肖海军等［5］通过共沉淀法合成了纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸（Nano-HA/CMCS-SAL）复合粉体，发现Nano-HA/CMCS-SAL复合骨水泥具有良好的细胞相容性和血液相容性，有与组织再生相匹配的降解性能。吴国志等成功制备了胶原蛋白/壳聚糖/羟基磷灰石多孔纳米复合材料，并发现具有良好的生物活性和界面粘接效果。吕彩霞等研究制备了纳米羟基磷灰石/壳聚糖/硫酸软骨素复合材料，采用共沉淀方法得到的复合材料有良好的力学性能，对机体微环境影响微小，表面矿化效果好，且有利于基质细胞的贴附和生长。

姜少鹏等［6］采用熔融共混法制备PLA/n-HA/改性硅灰石复合材料，该复合材料通过硅灰石的加入提高了复合材料的熔点、维卡软化点、冲击强度、拉伸强度，材料的综合能力明显增强，并提高了复合材料的热稳定性。沈烈等用溶液共混一热压方法制备了碳纤维增强羟基磷灰石/聚乳酸复合生物材料，此复合材料有很好的强度保持性，但观察复合材料的微观结构发现，聚乳降解后碳纤维和集体之间的界面出现空隙。强小虎等用复合材料共混工艺制备聚磷酸钙纤维/纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的力学性能和体外降解性能与人骨组织相近。

龚明明等采用机械共混法、原位化学合成法等制备了一系列纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇/明胶（HA/PVA/GEI）复合材料。聚乙烯醇可使纳米羟基磷灰石/明胶/聚乙烯醇复合材料中形成大量化学键，其中聚乙烯醇可以起到交联剂的作用，使复合材料产生复杂的网状结构，提高了复合材料的机械强度，增强了纳米羟基磷灰石/明胶/聚乙烯醇三相之间的界面结合。王宏丽等［7］采用溶液共混法制备了羟基磷灰石/聚乙烯醇/海藻酸钠（n-HA/PVA/SA ）复合水凝胶材料，将其复合人材料中，为制备既可暂时替代又可缓释药物并引导软骨再生的生物材料提供了一种新的思路。

纳米羟基磷灰石的研究经过多年的研究与探索，已广泛的应用组织临床康复。但仍存在两个主要问题：①纳米羟基磷灰石强度低、力学性能差，纳米颗粒易聚集等；②复合材料体内强度讲解速度于骨生长速度不匹配等问题。为此，以后的研究方向应该立足于解决这些问题，以使羟基磷灰石可以尽早在最大程度上满足临床应用的要求，造福于人类。

［1］戴延凤，张好宾，魏俊超，等.改性羟基磷灰石/聚乳酸（PLLA）复合材料的制备及细胞毒性［J］.南昌大学学报（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］邹蕊，石福乔，牛林，等.I型胶原在丝素蛋白一羟基磷灰石类骨质复合生物材料修复兔股骨缺损中的表达［J］.山西医科大学学报，2012，43（9）:655-657.

［5］肖海军，薛锋，何志敏，等.纳米羟基磷灰/羧甲基壳聚糖一海藻酸钠复合骨水泥的生物相容性与体内降解研究［J］.生物医学工程研究，2011，30（3）:159-163.

［6］姜少鹏，甄卫军，庞桂，等.聚乳酸/纳米羟基磷灰石/改性硅灰石复合材料的制备、表征及性能研究［J］.非金属矿，2010，33（3）:16-19.

［7］王宏丽，陈风雷，李智，等.纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇/海藻酸钠复合水凝胶的结构与性质研究［J］.成都大学学报（自然科学版），2012，31（3）:211-214.

R496；R318.08

A

1671-8194（2015）20-0045-02

黑龙江省自然基金资助（H201404）