新型仿生骨材料

日前，在多项国家自然科学基金、天津市自然科学基金、上海纳米专项等的支持下，天津大学材料科学与工程学院教授蔡舒与上海第二军医大学（长征医院）合作开展的新型仿生骨生物材料技术完成实验室阶段研究。

这种新型材料制作的仿生骨，相当于在人体中放入了一个框架，“引导”患者自己的骨细胞沿着框架生长，当人体的骨细胞长成后，框架还可以在人体内自然消解。这种具有良好生物活性和强度的生物材料，有望成为骨修复和替代的新材料。

“这是一种钙磷基质的多孔支架材料，主要用于骨修复。”蔡舒对《科学时报》记者说，“放入人体中的这种‘框架’的降解周期可以通过不同的材料组成设计来实现调节，一般在两个月到半年之间。”

在修复或替代因外伤、病变等造成的骨组织局部缺损或坏死中，可通过植入生物材料辅助细胞和组织在其上再生。但传统材料存在两大问题：一是由于孔隙率(材料中含孔比例)较低，在骨融合过程中会形成“砖石混凝土”式的结构，长期不能降解而形成异物；二是孔隙率较高的材料虽具有良好的生物活性，但强度较低，应用局限于人体非承重部位。

项目组在研究过程中，发现了人体骨柔韧性高于普通仿生骨的主要原因。结合这一人体生长机理，在原有制备技术的基础上，项目组获得了有利于细胞生长的微结构。通过降解试验、细胞培养和体内动物实验等一系列验证，新型生物材料孔隙率可达50%~90%，可配合人体不同组织的生长所需。同时，新材料还具有较高的强度。

“这种材料的生物活性、降解速率都可以满足医学要求，但支架较低的生物力学性能（尤其是降解过程中，随着材料的降解，其力学性能快速失效）是制约其作为骨修复和替代材料在临床应用的瓶颈。”蔡舒说，“针对这一问题，我们已开展了大量研究并取得了较大进展，但离临床应用还有一定距离。目前我们研究组和上海第二军医大学合作人员仍继续开展相关研究，希望在支架强韧化等方面取得突破。”

2009.07.09