骨缺损修复材料在口腔医学中的应用进展

邓文振 张旭 任聪 彭俊

【摘要】目前骨缺损修复材料主要有自体骨、异体骨及天然高分子化合物等多种材料，自体骨存在供区骨量不足，不能大规模应用的缺点，异体骨组织结构不够完整，而且后期可能存在免疫排斥反应及吸收速率与成骨速率不一致等多种问题，天然高分子化合物在自然界中广泛存在及其化学组成与人体骨组织十分相似，天然高分子化合物的应用既能克服自体骨供区骨量不足及异体骨的免疫排斥反应的缺点，成为目前骨缺损修复材料的优选材料，本文就目前常用的几种骨缺损修复材料作一综述。

【关键词】骨缺损;材料;天然高分子化合物

理想的骨组织修复材料应具良好的生物相容性，生物可降解性，降解速度与成骨过程一致，生物活性，促进新骨形成，良好的机械性能。目前常用的几种天然高分子化合物主要有丝素蛋白、壳聚糖、玉米醇溶蛋白、透明质酸、海藻酸钠等。

1、丝素蛋白

蚕丝经过脱胶、溶解、及物理或化学改性等工艺，得到可应用于临床的天然高分子材料—丝素蛋白，其具有良好的生物相容性和降解性能、 可加工修饰、降解产物无毒性和低免疫原性，其应用方式分为丝素蛋白膜、丝素蛋白支架、丝素蛋白水凝胶、丝素蛋白微球四种方式。有文献表明，蚕丝的机械强度比钢高10倍，丝素蛋白作为支架材料时，可与羟基磷灰石、磷酸钙骨水泥、间充质干细胞、壳聚糖等材料进行复合，大大的提高了其成骨效能。

2、壳聚糖

甲壳动物外壳其来源广泛，价格低廉，容易获取，甲壳素脱乙酰化后，碱性水解产物即为壳聚糖，壳聚糖是带正电荷的碱性天然多糖，其具有可生物降解性、生物相容性、无抗原性、可大量获取、价格低廉等特点，在临床上被广泛应用。但壳聚糖在单独使用时存在机械强度不足、刺激骨生成效率的缺点，为改善其性能，常通过对其改性后再应用于临床，改性方式主要有：冻干法提升其延展性能，使其内部孔隙分布均匀、与无机材料进行复合、用京尼平进行交联、与细胞、生长因子结合等多种方式提升其性能。

3、 玉米醇溶蛋白

玉米醇溶蛋白来源于天然植物—玉米种子，具有良好的生物相容性、易附着性、易成型性，、可大量获取，且兼有延展性、柔软性。在临床上主要作为支架使用，玉米醇溶蛋白支架制作方式为盐浸出法，其三维性能稳定，孔径较大且具有良好的孔隙互连性，总孔隙率约为75.3～79.0%，支架的力学性能与松质骨相当，此特点决定其可应用于非承重部位。临床上常见玉米醇溶蛋白支架与阿魏酸、柠檬酸、脂肪酸、聚己内酯 （PCL）、 羟基磷灰石等进行联合应用。

4、透明质酸

透明质酸是一种天然衍生酸性粘多糖，其来源与人体皮肤、软骨、体液。其具有良好的生物相容性、抗原性较低、良好的润滑性，在骨缺损修复中可以诱导产生成纤维细胞、角质形成细胞、促炎性细胞因子，作用于骨形态发生蛋白和骨桥蛋白从而诱导成骨.

5、海藻酸钠

海藻酸钠来源于是从褐藻类的海带或马尾藻中提取碘和甘露醇之后的副产物，是一种带羧基的阴离子聚合物，其具有可食用，来源广范，价格低廉，无毒副作用的特点，其与二价阳离子作用后，可发生可逆的凝胶化。其水凝胶制备方法主要有物理交聯、化学交联、酶交联等方法，海藻酸钠主要作为支架材料来进行临床应用，其常与壳聚糖、生物活性玻璃、氧化石墨烯等联合应用。

总结

天然高分子化合物材料的应用克服了自体骨与异体骨的不足，同时天然高分子化合物可以和其他多种材料进行联合应用，拓展了其临床应用方式，增强了成骨效能，在未来的骨缺损修复中，天然无机高分子化合物会大放异彩。

[1]冷一，李祖浩，任广凯，王中汉，高超华，史晨玉，刘贺，吴丹凯.生物活性支架在骨组织工程中的应用及进展[J].中国组织工程研究，2019，23（06）：963-970.

[2]王苗苗，韩倩倩.丝素蛋白的制备方法及在生物医用材料领域的应用[J].中国医疗器械杂志，2021，45（03）：301-304+309.

[3]Giesa Tristan，Arslan Melis，Pugno Nicola M，Buehler Markus J. Nanoconfinement of spider silk fibrils begets superior strength， extensibility， and toughness.[J]. Nano letters，2011，11（11）：

[4]于洪强，周延民，任静宜，裴婷婷，丁烨.骨组织工程中壳聚糖支架材料的设计与改性[J].口腔医学，2017，37（02）：184-187.

[5]Shengju G， Huajie W， Qingshen S， et al. Mechanical properties and in vitro biocompatibility of porous zein scaffolds[J]. Biomaterials. 2006，27（20）：3793-3799.

[6]郭倩楠，张丽萍，张丞，刘鹏，李轶杰.透明质酸在诱导成骨方面的研究进展[J].世界最新医学信息文摘，2018，18（72）：109-110+112.

[7]Chinta Madhavi Latha，Velidandi Aditya，Pabbathi Ninian Prem Prashanth，Dahariya Swati，Parcha Sreenivasa Rao. Assessment of properties， applications and limitations of scaffolds based on cellulose and its derivatives for cartilage tissue engineering： A review[J]. International Journal of Biological Macromolecules，2021，175：