Devido à influência de doenças, envelhecimento, acidentes de trânsito freqüentes e outros fatores, o número de casos de lesão óssea tem aumentado ano a ano. Segundo as estatísticas, há 3 milhões de casos ortopédicos por ano na China, e a demanda por materiais substitutos ósseos está aumentando. Nos últimos anos, os materiais substitutos ósseos representados pela hidroxiapatita tornaram-se gradualmente o queridinho da aplicação clínica.

Hidroxiapatitaé um componente importante de ossos e dentes de vertebrados e tem boa atividade biológica e biocompatibilidade. Em comparação com metal tradicional (aço inoxidável, liga de titânio) e materiais substitutos ósseos de cerâmica (alumina, nitreto de silício), a hidroxiapatita não é apenas altamente resistente à corrosão e osteoindução, mas também a sua degradação in vivo é eliminada. Os riscos de segurança do primeiro. Atualmente, a pesquisa sobre a hidroxiapatita em materiais substitutos ósseos se concentra principalmente em dois aspectos, o revestimento de hidroxiapatita e materiais de regeneração óssea biônica humana.

O revestimento de hidroxiapatite refere-se a um material de implante de tecido duro preparado por revestimento de hidroxiapatite na sua superfície, utilizando uma liga de titânio como substrato. Depois que o material é implantado no corpo humano, a liga de titânio pode fornecer resistência mecânica suficiente. A superfície do revestimento de hidroxiapatita é fácil de combinar com o osso humano, induz nova formação óssea na superfície óssea humana e geralmente induz nova formação óssea em poucos meses. . Revestimento de hidroxiapatita preparado por tecnologia de pulverização de plasma, Instituto de Cerâmica de Xangai, Academia Chinesa de Ciências, com alta força de união e boa atividade biológica, e aplicado a articulações artificiais de quadril e outras hidroxiapatitas preparadas até o momento. O implante revestido tem sido usado por mais de 70.000 e obteve bons resultados clínicos, como mostrado na Figura 1. No entanto, o revestimento de hidroxiapatita tem a desvantagem de força de ligação insuficiente, de modo que o fenômeno de descolar o revestimento após a implantação o corpo, a solução para esse problema ainda está sendo explorada.

Figura 1. Aplicação clínica parcial de materiais substitutos ósseos revestidos com hidroxiapatita e experimentos de osteogênese in vivo. a) Articulação artificial da anca revestida com hidroxiapatite; (b) Após 1 mês de implantação, um novo osso é formado e preenchido com poros entre o revestimento e o tecido ósseo; (c) Após 3 meses de implantação, o osso novo é amadurecido. Substituição do tecido ósseo.

Material de regeneração biomimética do osso humano refere-se ao ambiente de formação do osso natural in vitro, e cristais de nano-hidroxiapatita do mesmo tamanho do osso natural são obtidos pela nanotecnologia e combinados com colágeno, em diferentes escalas (micro e macro). ingredientes, estruturas e funções que são realistas e naturais. A partir de microscopia eletrônica de alta resolução e análise de lupa de força atômica, o esqueleto humano tem uma estrutura muito delicada: um feixe de colágeno e uma camada de cristais de hidroxiapatita em escala nanométrica, que são extremamente "incrustados" de maneira ordenada e ordenada. 2 é mostrado. Essa estrutura auto-montada composta de múltiplas camadas também permite que o osso tenha tanto dureza quanto resistência à flexão, de modo que a composição estrutural especial do osso humano pode teoricamente alcançar a atividade biológica e a compatibilidade mecânica combinadas com o osso humano. Além disso, a presença de colágeno torna este substituto ósseo biônico fácil de se ligar rapidamente ao tecido ósseo autólogo. Atualmente, pesquisas sobre esse aspecto ainda estão em andamento. Como é difícil para o mundo externo imitar com precisão o ambiente de osteogênese no corpo, a dificuldade da biônica óssea humana ainda é muito grande. Como o osso cortical e o osso esponjoso no osso possuem papéis diferentes, ainda existem algumas diferenças na composição estrutural, o que sem dúvida aumenta a carga de trabalho e a dificuldade da biônica óssea.

Seja o revestimento de hidroxiapatita ou o material biomimético de osso humano reciclado, a hidroxiapatita é a chave para o material substituto ósseo, que confere resistência à compressão óssea e é a principal força do tecido ósseo. Além disso, sua capacidade de induzir nova formação óssea é inigualável por outros materiais. Embora a pesquisa de materiais substitutos ósseos seja difícil, com a penetração contínua de nanômetros e biotecnologia no campo de materiais médicos, acreditamos que, em um futuro próximo, os pacientes poderão ver a aurora da “regeneração óssea quebrada”.