科普小知识,生物复合材料包括哪些种类?
让我们来一探究竟(内含郑裕东教授采访)
骨缺损是骨科的重要难题之一,每年全球有1500多万例骨折患者。美国每年进行50多万例骨移植手术,全球约220万例,这些手术的年费用接近25亿美元。早期,学者们应用自体骨、异体骨移植的方法对骨缺损进行修复。然而,自体骨存在来源有限,取骨过程会增加患者痛苦的缺点;异体骨存在免疫排斥反应,与宿主骨的力学性能不匹配等方面的问题。在这种背景下,用于修复骨缺损的材料应运而生。
用于修复骨缺损的材料有很多,根据特性主要分为:天然高分子材料、人工合成高分子材料、磷酸钙陶瓷、经处理的天然骨材料等。天然高分子材料(胶原蛋白、明胶、壳聚糖等)具有良好的生物相容性和丰富的细胞识别位点,磷酸钙陶瓷具有良好的骨传导性和骨结合能力,但这两类材料力学性能普遍偏低;人工合成高分子材料力学性能优异,但生物活性不足。因而,单一的材料难以制成理想的骨修复材料。由多种材料组的复合支架材料兼具良好的力学性能和生物活性。
那复合材料是怎样修复骨缺损的呢?当骨缺损发生后,携带有生长因子或种子细胞的三维多孔复合材料被植入到缺损部位。多孔的复合材料具有一定的机械强度,能够为新骨生长提供支架,引导周围骨细胞的迁入。同时,其释放出生长因子,有利于缺损部位骨细胞的增殖和分化,促进新骨生长。在新骨的生长过程中,材料逐渐被改建和降解吸收,最终从植入部位消失。
来源:视频和内容均由中国复合材料学会提供,转载请联系科界小助手