德國開發出新型複合骨移植材料

骨移植用於臨牀已有3個多世紀，是僅次於輸血的同種異體組織移植。目前骨移植手術使用的移植材料多為自體骨或異體骨，但受到取材有限、併發症、排異反應等限制；傳統的合成植入體如鈦合金人工骨則常需二次手術取出，對患者身體造成二次傷害。為此，德國弗勞恩霍夫陶瓷技術和燒結材料研究所（IKTS）開發出一種新型的烴基磷灰石/氧化鋯複合材料，其多孔的支架結構可與成骨細胞結合，推動生理性骨重建。

烴基磷灰石是脊椎動物骨骼和牙齒的主要成分，具有良好的生物活性和生物相容性，但抗壓強度相對較弱；加入高性能陶瓷——氧化鋯後，就能在保持生物相容性的同時克服力學缺陷，且不會與人體的有機組織起生化反應，避免排異。

IKTS的科學家們將這種材料的製備工藝稱為凍幹-直接發泡法：將裝有懸浮液的器皿放入凍幹機，設定一定的環境壓力，送入的空氣及在凍幹過程中產生的水蒸氣會使懸浮液起泡，温度持續下降至懸浮液的三相點（即化學性質穩定的純物質固、液、氣三相平衡共存時的固有温度和壓強值）後，凍幹機將靜止狀態的泡沫加熱烘乾，固態、液態的水則直接變為蒸汽。發泡過程中，小微氣泡間的孔隙變薄，發生兼併和融合，原有結構被打破，通過一系列可控的聚結、奧氏熟化、分流等工藝，形成新的開放式多孔結構，這種結構與哺乳動物的骨骼結構近似，易於細胞長入和液體彌散，具有良好的成骨性能。

經過對穩定性、顯微構造、抗壓力度、孔徑分佈等方面分析，專家組得出了積極結論，即該複合材料無論從功能還是結構上都是骨替代材料的上乘之選。理由如下：1.形成的泡沫結構是骨細胞生長的最佳前提，細胞不但在陶瓷表面附着、生長，甚至繁殖活躍。2. 兩種材料經過適當比例的混合，具有很高的生物相容性，能達到與天然骨近似的硬度。3. 在骨骼修復過程中，烴基磷灰石材料會逐漸降解，而氧化鋯支架則留在骨組織中繼續發揮支撐作用。4. 因凍幹發泡的製備方法可控，若進一步提高工藝技術，則可使該材料按任意形狀發泡，將來完全可以生產出與病患部位尺寸、重量精確匹配的仿生材料，這不僅符合個體化醫學的發展方向，也有極高的產業價值。

目前，該材料的體外實驗已成功實現與宿主骨的全方位融合，下步將尋找合適的有機生物進行體內實驗。