磷酸钙骨水泥的研究进展综述

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自固化磷酸钙人工骨的最新研究进展

自固化磷酸钙人工骨的最新研究进展王文波1陈中伟2陈统一2综述审校1 (哈尔滨医科大学第一临床医学院, 哈尔滨150001)2 (上海医科大学附属中山医院骨科, 上海200032)摘要自固化磷酸钙(C P C )是数年前在美国研制成功的一种非陶瓷型羟基磷灰石类(HA P )人工骨材料。

它克服了陶瓷型HA P 烧结形成、修整困难等缺点, 具有制备容易、使用方便等优点。

1991年以来, C PC 开始在临床试用, 修复颅骨, 获得满意效果。

本文报告了C PC 的最新研究结果, 包括固化过程及固化工艺的研究, 快速凝固型、抗水型C PC 的研究, 有机复合C PC 水门汀的研究和作为载体缓释多种药物的体外试验结果等。

随着研究范围的不断深入和扩大, C P C 有可能会成为未来非负重或低负重部位骨缺损修复的标准材料。

关键词自固化磷酸钙人工骨研究进展L a te s t Progre ss in Stud ie s of Se l f - S e t t i n g Ca lc iu m Pho s pha te Cem en tW an g W en bo Chen Zhon g we i Chen Ton g y i(D ep a r t m en t of O th o p a ed ics, 1st C l i n ica l H osp ita l, H a rbin M ed ica l U n iv ers ity , H a rbin 150001)A b stra c t Se l f2se t t i n g ca l c i u m p h o sp h a t e cem en t(C P C )is a no n2ce r am ic fo r m o f h y d r x yap a t i t i c a r t i f i c i a l bo n em a t e r i a l(HA P )w h ich w a s f i r s t ex c l u sive l y p ro d uced in A m e r i ca seve r a l y ea r s ago. C P C is f r ee f r om th e d r aw 2 back sto ce r a m ic HA P ,i n c l ud i n g sin te r i n g an d d i ff i cu lt i e s in sh a p in g. C P C h a s th e ch a r ac t e r i st i c s o f si m p le2p ro d uc2 in g an d ea s y ap p ly i ca t i o n. In 1991, th e c l in ica l ap p lica t i o n o f C P C to rep a i r i n g th e ca l va r i a l bo n e defec t s w a s ap 2 p ro v ed, an d th e re s u lt s rep o r t ed l y so fa r w e r e goo d o r ex ce l len t.T h is p a p e r p re s en t s th e la t e s t p ro g r e s s in th e stud2 ie s o f C P C ,co n ce r n in g th e p ro b in g in t o th e se t t i n g p ro c e s s, th e p ro d uc i n g o f fa s t2se t t i n g an d no n2decayed typ e s o fC P C ,th e stud i e s o f o rgan ic com p o u n d C P C ,th e in v i t r o re s u lt s o f C P C a s a d r ug de l ive r y sy s tem , e t c. A s th e re2sea r ch go e s o n deep ly an d b ro a d l y, C P C is hop e f u lly becom in g a stan da r d m a t e r i a l in rep a i r i n g bo n e def ec t s a t th e no n2o r low 2bea r i n g site in th e fu tu re.Key words C P C HA C T T C P A r t i f i c i a l bo n e A dvan ce自固化磷酸钙, 即磷酸钙水泥(C a l c i um p h o s2p h a t e cem en t, C PC ) , 亦称羟基磷灰石水泥(H y21固化工艺研究d r o x yap a t ite cem en t, HA C ) , 是80 年代中期由 C PC 的固相是几种磷酸钙盐的混合物, 包括磷B row n 和C h ow 研制出来的自固化型( se l f2 se t t i n g)、非陶瓷型羟基磷灰石(HA P ) 类人工骨材料。

新型可注射自固化磷酸钙骨水泥的制备与性能的开题报告

新型可注射自固化磷酸钙骨水泥的制备与性能的开题报告
一、选题背景及意义
人体骨骼系统的损伤和疾病是十分常见的，如骨折、骨质疏松、骨肿瘤等。

为了恢复骨组织的生物学和机械学功能，近年来，针对骨骼系统的植入材料被广泛应用。

目前使用的植入材料主要有生物活性玻璃、氢氧基磷灰石等，但存在一定的缺陷，如生物活性不强、机械强度不足、降解产物有毒等。

因此，研发一种性能优良的植入材料对于临床应用有重要意义。

自固化磷酸钙骨水泥作为一种新型植入材料在近年来逐渐受到关注。

它可通过可注射性的途径快速定型形成结构致密、亲骨性好且重塑性强的人造骨。

然而，目前现有的自固化磷酸钙骨水泥存在一些缺点，如固化过程中温度升高导致组织坏死、生产成本较高等，因此需要对自固化磷酸钙骨水泥进行改良。

本研究旨在通过探究不同的制备工艺对自固化磷酸钙骨水泥材料性能的影响，改进自固化磷酸钙骨水泥的固化过程和机械性能，提高其临床应用价值。

二、研究内容
1.自固化磷酸钙骨水泥的材料性能分析。

2. 在此基础上，探究不同制备工艺对材料性能的影响，包括固化时间、力学性能和温度变化等。

3. 优化制备工艺，改进材料性能，提高生产效率和经济效益。

三、预期研究成果及意义
本研究通过对自固化磷酸钙骨水泥的制备过程和性能进行分析和优化，旨在提高材料的生物相容性、力学稳定性、储存稳定性和经济效益。

预期成果将有助于改善骨科临床治疗方案，同时也将对天然骨造血干细胞的研究提供一定的借鉴意义。

磷酸钙类骨水泥-是一种新型的骨组织修复和填充材料

磷酸钙类骨水泥-是一种新型的骨组织修复和填充材料。

一般而言，磷酸钙类骨水泥是由两种或两种以上磷酸钙盐与水或水溶液混合后磷酸钙类骨水泥-是一种新型的骨组织修复和填充材料。

一般而言，磷酸钙类骨水泥是由两种或两种以上磷酸钙盐与水或水溶液混合后，形成一种具有可塑性的调和浆，并且能在植入生物体后逐渐固化，形成骨组织的替代材料；其固化产物与天然骨的无机成分相似，因此具有良好的生物相容性，同时它还具有良好的骨传导性，在自身降解过程中，能刺激周围骨组织的生长。

学术术语来源---透钙磷石骨水泥制备及其载药性能杨迪诚，钟建，刘涛，闫策，何丹农(纳米技术及应用国家工程研究中心，上海市 200241)文章亮点：1 与其他磷酸钙类骨水泥(羟基磷灰石类骨水泥)相比，透钙磷石骨水泥在生物体内具有更好的生物降解能力，能被生物体较快吸收，但相对的，其在生物体内的机械性能也会有所下降。

同时，由于透钙磷石骨水泥固化时间过快、可注射性较差等原因，也限制了其在临床上的应用。

2 为改善透钙磷石骨水泥的综合性能，实验创新性制备了微、钠米共混的β-磷酸三钙粉末，将其与一水合磷酸二氢钙混合制备得到骨水泥粉末，与固化液混合后制备得到新型透钙磷石骨水泥，提高了其固化时间与抗压强度，同时药物缓释实验证明其具有一定的药物缓释能力。

关键词：生物材料；骨生物材料；透钙磷石骨水泥；人工骨组织修复材料；微纳米共混体系；β-磷酸三钙；盐酸万古霉素；国家自然科学基金主题词：磷酸钙类；万古霉素；纳米结构摘要背景：与其他磷酸钙类骨水泥相比，透钙磷石骨水泥在生物体内具有更好的生物降解能力，能被生物体较快吸收，但其在生物体内的机械性能会有所下降，同时其固化时间过快，可注射性较差。

目的：以β-磷酸三钙为主体骨水泥粉末，搭配合适的骨水泥固化液，制备新型透钙磷石骨水泥，改善其固化性能，同时观察其载药性能。

方法：以碳酸钙和磷酸氢钙为原料制备β-磷酸三钙粉末；将柠檬酸、磷酸化壳聚糖、明胶、羟丙基甲基纤维素与水混合溶解，制备骨水泥固化液，将β-磷酸三钙、一水合磷酸二氢钙的混合粉末与固化液混合制备透钙磷石骨水泥。

磷酸钙骨水泥替代骨的制备及其细胞生物相容陛实验研究

１材料和方法１１磷酸钙骨水泥替代骨的制备．１１１磷酸四钙（ａ（Ｏ））．，Ｃ４４Ｏ的制备Ｐ取等摩尔的
用于临床已成为骨缺损修复的趋势。
骨形成是以成骨细胞为中心，由细胞外基质、
ｂｎｆｒｔｎｆｏｅｏｍａｉｏＭＳｓＣｏｃｕｉｎＴｅｒｐｒｅｍａｅａｈｓｇｏｃｌｌｒｉｃｍｐｔｉｔ，ｗｈｃｉｏＣ．ｎｌｓｏ：ｈｐｅａａｄｔｒｌａａｏｄｅｌａｂｏｏａｉｌｙｉｕｂｉｉｈｓａｐｏｅｔｒｌｆｒｒｐｉｎｏｅｄｆｃ．ｒｐｒｍａｅｉｅａｒｇｂｎｅｅｔａｏｉ
维普资讯
１２
美中国际创伤杂志
２００７年９月第６卷第３期
Hale Waihona Puke 磷酸钙骨水泥替代骨的制备及其细胞生物相容陛实验研究
韩学哲刘淼同志超赵为公ｔ，，，，李曙明ｔ
（１西安交通大学医学院第一附属医院骨科７０６；２西安市红十字会医院骨科７０５）（１０１１０４１
ｔｎｎｖｒｉ，ＸｉｏｇＵｉｅｓｔｙ ’帆７０６；１０１ ’ 帆ＲｅｒｓｓｉｌｄＣｏｓＨｏｐｔ，Ｘｉ帆ａ ’ ７０５，Ｃｉａ１０４ｈｎ．
【ｓｒｃ］Ｏｂｅｔｅｏｒｐｒｒｐｒａｉｃａａｒｌｏｏｅｆｒｒｐｉｎｈｏｅｅｅｔｅｈｄ：Ａｂｔａｔｊｃｖ：Ｔｐｅａｅａｐｏｅｒｆｉｌｔｉｆｂｎｏｅａｇｔｅｂｎｄｆｃ．ＭｔｏｓｉｔｉｍｅａｉｒＦｒｌ，ａｉｍｐｏｐａｅｅｔＰ）ｗｓｐｅａｅｎｔｃｍｐｎｎｗｓｅａｎｄｈｎａｒｗｓｏａｃｌｉｔｃｌｕｈｓｈｔｃｍｎ（Ｃａｒｐｒｄａｄｉｏｏｅｔａｘｍｉ．Ｔｅ，ｍｒｔｍｌｅｓｓｙｃｅＣｓｅｏｒｌ（Ｃ）ｗｒｕｔｒｔｅｅｗｔｈＰｎｏｄｒｔｓｄｔｅｌｌｏｏｉａｃｐｔａｉ．Ｒｓｌ：ＴｅＭＳｓｅｅｃｌｅｏｔｒｉｔＣＣｉｒｅｏｔｙｈｃｌａｂｉｂｌａａｂｌｙｅｕｔｈｕｄｇｈｈｅｕｅｕｒｌｃｉｔｓ

磷酸钙骨水泥复合材料

CPC 大孔率% 0
29
40
抗压强度/MPa 37
2.9
0.4
实验过程
利用定向冰晶冷冻干燥法制备了具有定向孔隙结构的CPC支架材料，将两种具有不同降解速率的聚乳酸羟基乙酸共聚物(PLGA)与 CPC多孔支架进行多次浸润复合，以改善支架的力学性能。
实验过程
经过PLGA复合的支架材料保持了复合前的孔隙结构，在孔的轴向方向上具有定向排列的开口孔隙，这些开口孔隙的存在有利于植入初期新生组织的长入。覆盖在骨水泥基体表面的PLGA膜可以增强基体的强度并弥补基体表面的缺陷，充填在孔隙内部的PLGA 泡沫体可以很好地承受外加载荷，使复合支架材料具有较好的强度和韧性。在材料植入体内后，PLGA 将会降解，原位产生有利于新骨长入的大孔隙。
实验结果
实验动物x线片观察。A组：术后4周可见少量低密度骨痂形成(a1)；B组：术后4周可见中等量低密度骨痂影(b1)；c组：术后4周可见中等量云状骨痂影，骨缺损端与移植物界限不规则(c1)；D组：术后4周可见移植物密度较低，少量骨痂(d1)；A组：术后8周骨痂增多，骨缺损端与移植物界限不清，可见部分骨质充填骨缺损处，但骨缺损处仍有大部分缺损凹陷(a2)；B组：术后8周可见大量低密度骨痂影，骨质充填缺损处饱满，桡侧可见小凹陷(b2)；c组：术后8周可见大量骨痂影，骨缺损端与移植物之间界限不清，骨缺损边缘密度同密质骨(c2)；D组：术后8周可见缺损骨质两端连通，髓腔尚未通畅，缺损边缘光滑，桡骨中心仍可见部分高密度影(d2).
实验结果
组别 A B C D
前臂数 6 6 6 6
最大抗压载荷(N) 最大抗弯载荷(N) 292.417±17.455 83.576 ±15.356 344.145 ±32.562 174.071 ±28.570 387.540 ±38.863 216.407 ±40.321 301.745 ±28.330 135.644 ±22.414

羟基磷灰石晶体纤维增强磷酸钙骨水泥力学性能及生物相容性研究

ｃｍｐｅｓｅｓｅｇｈｗａｄｃｅｓｈｎ１ｇｈｓｅｗｒｄｅｔＣＣｂｔｏｓａｓｃｌｇｉｃｎａｒｖｄ（＞ｏｒｓｖｔｎｔｓｅｒａｅｗｅｏＨＡｗｉｒｅｅａｄｄｉｏＰｕｔｔａｙｓｎｆａｔｓｏｅＰｉｒｄｋｎｎｔｉｉｌｉｉｗｐ
ｗｅｅｉｌｎｅｎｏｔｂａｂｎｅｅｔｏｈｐａｕ－ｗｌｙ（Ｄ）ｒｔｍｏｅａｄｉｓｂｏｏａｉｉｔｓｅａｕｔｄｏ．８ｗｅｋｒｍｐａｔｄｉｔｉｉｏｅｄｆｃｆｔｅＳｒｇｅＤａｅＳａｄｌｎｉｃｍｐｔｌｙｗａｖｌａｅｎ４ｅｓｔｂｉｐｓｏｅａｉｅｙＲｓｌＨＡｉｋｒｗａｕｃｓｆｌｙｔｅｉｅｎｔｙｏｏｉｉｓｏｓｒｅｔｓａｅｏｅ（ｏｔｐｒｔｌ．ｅｕｔｖｓｗｈｓｅｓｓｃｅｓｕｌｓｎｈｓｚｄａｄｉｓｃｔｔｘｃｔｗａｂｅｖｄａｔｇｎＲＧＲ９）ｙｙ７．Ｔｈｏｒｓｉｅｓｒｎｔｆｃｍｐｓｅｆ２５，５（）ＨＡｉｅｎｏｐｒｔｎｏＣＰｗａｉｎｆｃｎｌｉｈｒｔａｅｃｍｐｅｓｔｅｇｈｏｏｏｉｓｏ．ｖｔｗｔｗｈｓｒｉｃｒｏａｅｉｔＣｓｓｉａｔｙｈｇｅｈｎｋｄｇｉＣＰＣ（ｏｔｏｒｕ）Ｐ＜Ｏ０）ｃｎｒｌｏｐ（ｇ．５．Ｔｈｏｏｉｆ５ｅｃｍｐｓｔｏｅ（）ＨＡｉｅｎｏｐｒｔｄｉｔＣｓｔｅｂｓｆｒｌ．ＴｈｗｔｗｈｓｒｉｃｒｏａｅｎｏＣＰｗａｈｅｔｏｍｕａｋｅ

乙胺丁醇-磷酸钙骨水泥复合体药物释放系统的研究的开题报告

乙胺丁醇-磷酸钙骨水泥复合体药物释放系统的研究的开题报告一、研究背景骨水泥是一种广泛用于骨缺损修复的生物材料，但它的缺点在于不能促进骨组织的成长和修复。

为了解决这一问题，前人利用骨水泥为载体制备了多种药物复合体，以实现针对性的治疗。

乙胺丁醇是一种良好的骨刺激剂，磷酸钙是生物体内骨组织的主要成分，两者复合有望实现骨水泥的双重功能——填充骨缺损同时促进骨修复。

二、研究目的本研究旨在通过制备乙胺丁醇-磷酸钙骨水泥复合体药物释放系统，评价其在仿体骨缺损修复中的应用效果。

具体目标包括：1. 合成乙胺丁醇-磷酸钙复合体，探究其骨刺激和成骨能力；2. 制备乙胺丁醇-磷酸钙骨水泥复合体；3. 评价复合体对于仿体骨缺损的填充和修复效果；4. 研究复合体药物释放动力学，了解乙胺丁醇-磷酸钙复合体在治疗过程中的药效变化。

三、研究内容和方法1. 合成乙胺丁醇-磷酸钙复合体。

聚乙二醇和聚乙烯醇为原料，采用溶剂蒸发法制备复合物，并通过扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、热重分析等方法表征其结构和性能。

2. 制备乙胺丁醇-磷酸钙骨水泥复合体。

将复合物加入骨水泥中，调整其比例和粘稠度，并通过紫外光谱等方法验证药物与载体的复合效果。

3. 评价复合体对于仿体骨缺损的修复效果。

利用国际标准的骨缺损模型，比较骨水泥、乙胺丁醇-磷酸钙复合体及其复合的骨水泥对于填充和促进骨组织生长的效果。

4. 研究药物释放动力学。

利用离体模型和动物模型研究复合体药物在不同时间点的释放情况。

四、研究意义本研究的结果有望为骨缺损治疗提供一种更加有效和可行的方案，同时还可以为骨水泥的药物化改造提供一定的理论和技术支持。

药物对磷酸钙骨水泥性能的影响综述

药物对磷酸钙骨水泥性能的影响综述李茂红;屈树新;姚宁;郭悦华;王岳峰;翁杰【期刊名称】《材料导报》【年(卷),期】2009(023)021【摘要】药物载入磷酸钙骨水泥(CPC)可能会导致CPC凝结时间、力学性能等发生变化.难溶于水的药物与CPC接触形成的固-固界面相互间作用较弱,在载入量不太高时对CPC凝结时间、力学性能影响较小.而易溶于水的药物则可能导致CPC 界面性质、酸碱性、转化过程等发生变化,从而时CPC凝结时间、力学性能等产生影响.CPC凝结时间和力学性能分别是衡量手术可操作性的重要指标和决定CPC应用范围的重要参数,就药物载入后对CPC凝结时间、力学性能的影响进行了综述.【总页数】4页(P55-58)【作者】李茂红;屈树新;姚宁;郭悦华;王岳峰;翁杰【作者单位】西南交通大学峨眉校区基础课部,峨眉,614202;西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室,成都,610031;西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室,成都,610031;西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室,成都,610031;西南交通大学生命科学与工程学院,成都,610031;西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室,成都,610031;西南交通大学峨眉校区基础课部,峨眉,614202;西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室,成都,610031【正文语种】中文【中图分类】TB3【相关文献】1.石墨烯/聚吡咯的添加对磷酸钙骨水泥结构与性能的影响 [J], 肖镇昆;于浩然;吴涛;王瑞贞;彭章;卢晓英;翁杰2.明胶联合壳聚糖纤维对磷酸钙骨水泥力学性能的影响*☆ [J], 潘朝晖;赵玉祥;张俊国;王大伟3.明胶联合壳聚糖纤维对磷酸钙骨水泥力学性能的影响 [J], 潘朝晖;赵玉祥;张俊国;王大伟;4.含甲氨喋呤的磷酸钙骨水泥药物释放体系的制备及体外药物释放 [J], 杨志平;韩键;李昕;李建民5.添加剂和载药方法对庆大霉素/磷酸钙骨水泥载药体系性能及药物体外释放的影响 [J], 郜成莹;叶建东因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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磷酸钙骨水泥的研究进展综述林立波3　曾维权3 骨缺损的修复重建是骨科的一个重要课题。

虽然新鲜自体骨是修复重建的一种有效材料,但因供骨来源有限,且增加手术创伤,使其临床应用受到很大限制。

寻求合适的骨替代材料用于骨缺损的生物性重建是其出路所在。

近几十年来,着力于寻求合适骨替代材料的研究十分活跃:同种骨,如脱钙骨基质;异种骨,如脱蛋白骨粉;无机材料类,如磷酸钙生物陶瓷,羟基磷灰石;有机合成可降解聚合物,如聚乳酸,聚乙醇酸,以及各种复合材料,如胶原羟基磷灰石,骨形成蛋白(bonemor phogenetic protein,BMP)复合人工骨等,取得一定进展,但还是不令人满意。

存在的问题主要有:第一,材料可塑形性差,不能临时塑形及自固化;第二,材料与骨结合的稳定性较差,特别是在修复早期不能提供足够的机械强度;第三,可降解聚合物虽有降解活性,但代谢产物可引起炎性反应,有一定并发症。

磷酸钙骨水泥(calcium phosphatecement,CPC)的问世,正是为解决这些问题作出的有益探索。

CPC又称羟基磷灰石骨水泥(hydroxyapatitecement,HAC),最先由Brown和Chow于1985年研制成功,它是指一类以各种磷酸钙盐为主要成份,在生理条件下具有自固化能力及降解活性、成骨活性的无机材料[1～6]。

与其它骨缺损修复材料(特别是陶瓷类)相比,除具有高度的生物相容性外,可临时塑形及自固化是其突出特点;与传统骨水泥相比,具有降解活性及成骨活性、固化过程的等温性特点[1～6]。

这些特点在很大程度上符合临床修复骨缺损的要求,因此,它们日益受到重视,有广阔的应用前景。

为加深对CPC的认识,现就其理化特性和研究现状作一综述。

1　化学成份CPC因研制单位不同,其组成也有所差别,但均含有固、液两相,固相主要由各种磷酸钙盐组成,液相为水或磷酸溶液。

主要的磷酸钙盐见表1[1]。

表13　第三军医大学附属新桥医院骨科(重庆,400037)所列磷酸钙盐参与构成CPC,或与CPC的固化过程有关,它们按Ca/P比率,碱度递增的顺序排列。

在37℃下HA的溶解性最差,pH值低于4.2时,DCPA 变为最难溶;pH值低于8.5时,TTCP的溶解性最好;而pH值高于8.5时,DCPD的溶解性最好。

Chow认为各种磷酸钙盐的不同溶解性,是CPC固化反应的主要驱动力。

主要的磷酸钙骨水泥见表2[2,7,8],这些磷酸钙骨水泥是目前文献中常见的几种CPC成份。

2　理化特性2.1　固化时间及机制CPC的固、液两相按一定比例混合后,先形成一种可任意塑形的、能用于注射的糊状物,然后通过结晶反应,最终形成羟基磷灰石或磷碳酸钙而固化,此过程是等温的,固化时间为10分钟～15分钟,亦有报道6.5分钟～30分钟者;而结晶反应的最终完成则需3小时～4小时或更长时间(12小时)[1～5,7]。

影响CPC固化时间的因素较多。

Lacout等[8]发现,其固化时间随着固相中MCPM含量的增加及液/固比率(体积/重量)的升高而延长,随着反应温度的升高及磷酸在液相中的容积比增高而缩短。

另外,固相颗粒的大小及形态在一定程度上也影响着固化时间。

Chow[1]还发现,在固相中加入一定量的HA颗粒作引物,可加快固化速度。

2.2　硬度(压缩强度及抗张强度)有关这方面的资料,文献中报道不多,特别是CPC在修复骨缺损过程中强度演变的资料,更是未见报道。

Constantz等[2]发现NorianSRS混合10分钟后可获得约10MPa的初始压缩强度,12小时后其强度最强,压缩强度约55MPa(大于松质骨),抗张强度约2.1MPa(约等于松质骨)。

Costantino 等[3]报道BoneSource在4小时后固化反应完成,获得37MPa～60MPa的压缩强度。

Chow[1]的研究亦发现CPC固化后的压缩强度介于34MPa～51MPa之间,而抗张强度可达12MPa。

表1　主要的磷酸钙盐名称分子式 Ca/P比率磷酸二氢钙(monocalcium phosphatemonoh ydrate,MCPM) Ca(H2PO4)2H2O 0.50 无水磷酸二氢钙(monocalisium phosphateanh ydrous,MCPA) Ca(H2PO4)2 0.50 磷酸氢钙(dicalcium phosphatedih ydrate,DCPD) CaHPO42H2O 1.00 无水磷酸氢钙(dicalicium phosphateanh ydrous,DCPA) CaHPO4 1.00 磷酸八钙(octacalcium phosphate,OCP) Ca8H2(PO4)6 1.33 α2磷酸三钙(α2tricalcium phosphate,α2TCP) α2Ca3(PO4)2 1.50 β2磷酸三钙(β2tricalcium phosphate,β2TCP) β2Ca3(PO4)2 1.50 羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA) Ca10(PO4)6(OH)2 1.67 氟磷灰石(fluorapatite,FAP) Ca10(PO4)6F 1.67 磷酸四钙(tetracalcium phosphate,TTCP) Ca4(PO4)2O 2.00表2　常见的几种CPC 出　处固相成份液相成份备注　BrownWE TTCP+DCPD 水或磷酸溶液美国,商品名为BoneSourceLeibin ger,Dallas,TX　ConstantzBR MCPM+α2TCP+CC3 磷酸钠溶液美国,商品名为NorianSRSNorianCor p,Cu pertino,CA HollingerJO 各种磷酸钙盐磷酸溶液美国,商品名为TrueBoneEtexCor p,Cambriol ge LocoutJL TTCP+β2TCP+MCPM 磷酸溶液法国3CC指碳酸钙(calciumcarbonate)2.3　影响CPC强度的因素Lacout等[8]的研究发现,CPC的强度取决于以下三个因素:①固相的组成;②液相中磷酸的百分比;③液/固比率。

通过正交实验,他们得出为获得理想硬度的适宜条件为:磷酸0.3%～2%,液/固比率0.4ml/g～0.45ml/g,MCPM的化学计量系数为0.475～0.57。

Chow[1]还发现CPC的强度受孔隙率、颗粒大小及HA引物的结晶度影响:①孔隙率越高,强度越低,孔隙率的高低与液/固化率密切相关,与Lacout的研究一致;②含有高结晶度HA的CPC 所形成的产物硬度低;③含有大的TTCP颗粒及小的DCPA颗粒的CPC强度高,相反,则强度低。

2.4　微观结构研究表明,CPC固化后具有微孔结构,微孔直径平均为2nm～5nm,能允许离子及染剂(如亚甲蓝)通透。

扫描电镜观察显示,TTCP与DCPA混合后1小时开始形成花瓣样的小结晶,完全固化后,则形成棒状结晶和少量扁平的结晶,晶体很小(长约1000nm,宽约50nm),在低倍镜下观察,似无定形物质。

Constantz对NorianSRS的研究发现,固化后形成的磷碳酸钙结晶在晶体形态学上与自然骨非常相似,晶体大小约20nm,孔隙直径约30nm[1～4,8]。

3　实验研究3.1　生物相容性大量实验证明,CPC与陶瓷类无机材料相似,具有高度的生物相容性[1～6]。

将其植入体内,能与周围组织良好共存,未发现正常生理过程出现明显改变,未见明显炎性反应,无异物巨细胞及排斥反应出现,无荚膜和包囊形成,未发现有致畸形及毒性。

3.2　成骨效应CPC通过骨传导作用而成骨,一般认为它不具有诱导成骨作用。

Costantino等[3]将CPC制成的盘状物植入猫的皮下或肌肉内,未发现成骨作用;而将CPC植入颅骨骨膜下,则可见有明显的成骨作用,植入物逐渐被骨组织所替代。

在充填猫额窦的实验研究中亦发现,植入体能被新骨逐渐取代[6]。

Con2 stantz等[2]在对NorianSRS的实验研究中发现,新生骨对CPC的替代类似于骨的再塑形,将NorianSRS 植入兔股骨干2周后可见破骨细胞、成骨细胞出现于界面,表明植入物开始被新生骨替代;将Norian SRS植入狗胫骨干骺端的缺损区,16周后可见位于皮质骨区的部分,新生骨的替代基本完成,而位于松质骨区的部分,却很少有骨替代发生。

Fujikawa 等[9]将CPC植入狗颌骨的缺损中,术后1个月,见CPC周围出现轻微的炎性反应;术后3个月,见CPC 被骨外膜及骨组织覆盖并部分被新骨取代。

Ohura 等[10]在兔股骨髁部缺损的实验研究中,亦发现类似的结果。

总之,大量的研究表明,CPC具有成骨活性。

3.3　降解活性CPC在体内的降解与其成骨作用相协调,是它的一大特点。

在充填猫额窦的实验研究中发现植入体被新骨取代的同时,不伴有容积丢失。

在颅骨成形的动物实验中,发现它能被骨组织逐渐取代,且不引起容积丢失或外形改变[4,6]。

3.4　作为细胞及药物载体的研究3.4.1　作为药物载体的研究　Hamanishi等[11]在CPC作为万古霉素载体的研究中发现,含有1%万古霉素的CPC,万古霉素在PBS缓冲液中的有效释放持续2周,当万古霉素含量为5%时,则可持续9周以上;含有5%万古霉素的CPC植入骨组织3周后,骨髓中的平均浓度仍20倍于万古霉素的最低抑菌浓度。

Kamegai等[12]将CPC作为BMP的载体,植入大鼠股部肌肉及股骨缺损中,术后14天,于肌肉植入部位见软骨样组织形成;术后21天出现软骨内骨化作用,HA颗粒变小与新生骨共存于中心区,在骨缺损部位见HA颗粒被吸收并由新骨替代。

Yu 等[13]用CPC与抗生素(头孢氨苄、诺氟沙星)混合制成小丸,体外观察药物的释放行为,发现这两种药物与CPC的混合不影响CPC固化过程,药物在PBS缓冲液的释放遵循Higuchi氏方程式,提示药物是通过扩散的方式从CPC中释放出来的。

Otsuka等[14～16]将CPC作为牛胰岛素、白蛋白等多肽类药物载体的研究中亦发现了类似的结果。

在作为阿斯匹林载体的研究中发现药物的释放遵循改良的Fick’s定律,与CPC固化后的孔隙率密切相关;在作为消炎痛的载体研究中,发现药物的释放受骨组织中蛋白的影响,在模拟体液中的释放行为与PBS缓冲液中不同。

这一系列的研究均提示CPC有望成为一种应用于骨骼系统的理想药物载体。

3.4.2　作为细胞载体的研究　Yoshikawa等[17]将CPC制成多孔的盘状结构(直径7mm,厚2mm,孔隙平均直径200μm、孔隙率60%)与培养的鼠骨髓细胞结合后,植入皮下,6周后取材作组织学检查,在孔隙表面见活动的成骨细胞及新骨形成,未见软骨形成,提示CPC骨髓细胞复合体具有成骨作用。