金属离子掺杂羟基磷灰石骨修复材料的特性及应用

• Published in: 中国组织工程研究 Vol. 27; no. 21; pp. 3415 - 3422
• Main Authors: 齐军强, 郭超, 牛东阳, 王浩田, 肖冰, 许国华
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 解放军海军军医大学第二附属医院骨科脊柱微创中心,上海市 200001 2023
• Subjects: 金属离子; 微量元素; 掺杂改性; 羟基磷灰石; 生物材料; 复合材料; 骨修复; 骨组织工程
• ISSN: 2095-4344

R459.9%R363%R605; 背景:目前用于骨修复的自体骨和异体骨存在来源有限、供骨区并发症、潜在的疾病传播风险、免疫排斥反应及价格昂贵等问题,临床应用受到限制,人工骨修复材料作为骨移植替代材料得到了广泛研究.目的:总结金属离子掺杂改性羟基磷灰石用于骨组织修复的研究现状.方法:检索2000年1月至2022年5月PubMed、Web of Science、中国知网及万方数据库收录的相关文献,中文检索词为"金属离子、羟基磷灰石、掺杂改性、骨修复",英文检索词为"Metal ion,Hydroxyapatite,Doping modification,Bone repair".最终纳入61篇文献进行综述分析.结果 与结论:①离子掺杂羟基磷灰石具有良好的特性,锶可增强成骨细胞的骨生成过程,并抑制破骨细胞介导的骨吸收,锶掺杂羟基磷灰石在骨质疏松性骨缺损修复方面具有独特的优势.②铜、锌、银、镁、铁具有一定的抗菌活性,其中银、锌具有优异的抗菌性,掺杂改性羟基磷灰石对预防和治疗骨科感染具有重要意义.③铜可促进血管内皮细胞迁移,增加血管生成,掺铜羟基磷灰石可用于乏血管部位的骨组织修复.钡具有显影性,与羟基磷灰石等其他材料复合可制备显影骨修复材料.④锶-铁共掺杂羟基磷灰石可调节细胞免疫,促进血管和骨生成.镁、锌-锶掺杂的羟基磷灰石可诱导利于成骨的弱碱性环境,具有优异的成骨能力.⑤一定含量的镁掺杂的羟基磷灰石具有与皮质骨相匹配的抗压强度,有望用于负重部位的骨组织修复.低浓度的离子掺杂可提高羟基磷灰石的机械性能和成骨活性,并赋予其抗菌活性、促血管生成、免疫调节等能力.⑥当离子浓度过高时,则会产生毒性作用,目前关于各离子的最佳掺杂浓度尚无定论,未来需深入研究.⑦离子参与骨代谢的机制以及是否会影响其他细胞活动需关注探索;如何实现植入材料的缓慢降解、金属离子的缓慢释放,使其与骨修复过程相匹配,有待进一步研究.⑧优化羟基磷灰石的合成方法和离子掺杂技术,制备与天然骨机械性能匹配的材料是今后研究的一个方向.