介孔材料促进骨修复的优势

高飞飞; 杜斌; 刘锌; 陈浩; 陈阳; 侯伟

摘要：背景:介孔材料具有高比表面积、高孔容、孔径连续可控等特点是优秀的缓释载体材料,其在骨修复领域应用广泛.目的:总结介孔材料在骨修复领域中的应用进展.方法:由第一作者检索1990年1月至2021年4月PubMed、Web of Science、中国知网及万方数据库中相关文献,英文检索词为"Mesoporous nanoparticles,Biological materials,Control release,Bone regeneration,Mesoporous materials,Support material,Nanomaterials,Porous materials",中文检索词为"生物材料、介孔材料、骨再生、骨修复、药物控释、支架材料、纳米材料、多孔材料".最终纳入72篇文献进行分析总结.结果与结论:①介孔材料治疗骨缺损疾病有着独有的优势:介孔低纳米级的孔径可以有效控制药物(如骨形态发生蛋白、庆大霉素等)长期稳定地释放;一些介孔材料不仅可以被生物体吸收,甚至自身具有骨诱导活性促进骨生成;某些材料不仅机械强度高,而且有更加轻便等优良特性.②目前在此方面研究较多的几类材料有硅基材料、碳材料、羟基磷灰石、生物玻璃及金属材料,这些材料结构稳定、易于表面功能化,有着良好的生物相容性且机械性能好,是治疗修复骨缺损的优秀候选材料.③在硅基材料中,二氧化硅的中空微球结构使得其载药量大,硅酸盐材料可被生物体吸收或者与骨整合.④介孔碳材料有2类,其一是介孔碳微球,中空球体,载药量大,可被生物体代谢;其二介孔碳纳米管,机械强度极高,材料轻便,具有导电性,有一定骨诱导能力,可成为骨替代材料,这使其成为最富有应用前景的骨修复材料,甚至替代缺损肢体成为新型生物义肢.⑤羟基磷灰石具有骨传导能力,在骨修复治疗的临床已得到广泛应用(如牙科修复材料),其介孔化负载骨形态发生蛋白后,植入非承重骨缺损部位时,不仅可促进骨再生而且羟基磷灰石可被生物体吸收.⑥介孔生物玻璃,即第3代生物玻璃,其生物体内降解产物具有促骨生成特性,由于此类材料的合成多样性,其于强化的结构功能及良好的生物相容性使其成为最优秀的骨修复材料.⑦将金属材料用作骨替代材料的研究发现,把金属植入体表面介孔化后,即使不负载药物,植入物表面的成骨细胞攀附也比普通植入物更好.