Debido a la influencia de las enfermedades, el envejecimiento, los frecuentes accidentes de tráfico y otros factores, el número de casos de lesiones óseas ha aumentado año tras año. Según las estadísticas, hay 3 millones de casos ortopédicos cada año en China, y la demanda de materiales sustitutos óseos está aumentando. En los últimos años, los materiales sustitutos de los huesos representados por la hidroxiapatita se han convertido gradualmente en el favorito de la aplicación clínica.

Hidroxiapatitaes un componente importante de los huesos y dientes de vertebrados y tiene una buena actividad biológica y biocompatibilidad. En comparación con los materiales de sustitución ósea de metal tradicional (acero inoxidable, aleación de titanio) y cerámica (alúmina, nitruro de silicio), el hidroxiapatito no solo es altamente resistente a la corrosión y osteoinductivo, sino que también se elimina su degradación in vivo. Los riesgos de seguridad de los primeros. En la actualidad, la investigación sobre hidroxiapatita en materiales sustitutos de hueso se centra principalmente en dos aspectos, el revestimiento de hidroxiapatita y los materiales de regeneración biónica ósea humana.

El recubrimiento de hidroxiapatita se refiere a un material de implante de tejido duro preparado mediante el recubrimiento de hidroxiapatita en su superficie utilizando una aleación de titanio como sustrato. Después de que el material se implanta en el cuerpo humano, la aleación de titanio puede proporcionar suficiente resistencia mecánica. La superficie del recubrimiento de hidroxiapatita es fácil de combinar con el hueso humano, induce la formación de hueso nuevo en la superficie del hueso humano y generalmente induce la formación de hueso nuevo en unos pocos meses. . Recubrimiento de hidroxiapatita preparado por tecnología de pulverización de plasma, Instituto de Cerámica de Shanghai, Academia China de Ciencias, con una alta resistencia de adhesión y buena actividad biológica, y se ha aplicado a las articulaciones de cadera artificiales y otras hidroxiapatitas preparadas hasta la fecha. El implante recubierto se ha utilizado durante más de 70,000 y ha logrado buenos resultados clínicos, como se muestra en la Figura 1. Sin embargo, el recubrimiento de hidroxiapatita tiene la desventaja de una fuerza de unión insuficiente, por lo que el fenómeno de desprendimiento del recubrimiento después de la implantación en El cuerpo, la solución a este problema todavía está siendo explorado.

Figura 1. Aplicación clínica parcial de materiales sustitutos óseos recubiertos con hidroxiapatita y experimentos de osteogénesis in vivo. (a) Articulación artificial de cadera cubierta con hidroxiapatita; (b) Después de 1 mes de implantación, se forma hueso nuevo y se llena de poros entre el recubrimiento y el tejido óseo; (c) Después de 3 meses de implantación, el hueso nuevo se madura. Reemplazo del tejido óseo.

El material de regeneración biomimética del hueso humano se refiere al entorno de formación del hueso natural in vitro, y los cristales de nano-hidroxiapatita del mismo tamaño que el hueso natural se obtienen mediante nanotecnología, y se combinan con colágeno, a diferentes escalas (micro y macro). Un nuevo compuesto de Ingredientes, estructuras y funciones que son realistas y naturales. Desde el microscopio electrónico de alta resolución y el análisis de lupa de fuerza atómica, el esqueleto humano tiene una estructura muy delicada: un paquete de colágeno y una capa de cristales de hidroxiapatita a escala nanométrica, que están extremadamente "incrustados" de manera ordenada y ordenada. Se muestra 2. Esta estructura auto-ensamblada compuesta de múltiples capas también permite que el hueso tenga dureza y resistencia a la flexión, por lo que la composición estructural especial del hueso humano puede, en teoría, lograr la actividad biológica y la compatibilidad mecánica combinada con el hueso humano. Además de esto, la presencia de colágeno hace que este sustituto de hueso biónico sea fácil de adherirse rápidamente al tejido óseo autólogo. En la actualidad, la investigación sobre este aspecto todavía está en progreso. Debido a que es difícil para el mundo exterior imitar con precisión el entorno de osteogénesis en el cuerpo, la dificultad de la biónica ósea humana aún es muy grande. Debido a que el hueso cortical y el hueso esponjoso en el hueso tienen diferentes funciones, todavía hay algunas diferencias en la composición estructural, que sin duda aumenta la carga de trabajo y la dificultad de la biónica ósea.

Ya sea un recubrimiento de hidroxiapatita o un material biomimético de hueso humano reciclado, la hidroxiapatita es la clave para el material sustituto del hueso, que otorga resistencia a la compresión del hueso y es la fuerza principal del tejido óseo. Además, su capacidad para inducir la formación de hueso nuevo no tiene parangón con otros materiales. Aunque la investigación de materiales sustitutos óseos es difícil, con la penetración continua de nanómetros y biotecnología en el campo de los materiales médicos, creemos que en un futuro próximo, los pacientes podrán ver el alba de la "regeneración ósea rota".