磷酸三鈣的制備及在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用#

1、中國(guó)科技論文在線(xiàn)- PAGE 5 - FORMTEXT 磷酸三鈣的制備及在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用基金項(xiàng)目：湖北省研究與開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2009BCB022) FORMTEXT 徐鵬， FORMTEXT 王欣宇作者簡(jiǎn)介：徐鵬 1983.05.12 男 生物醫(yī)學(xué)工程通信聯(lián)系人：王欣宇 男 教授 生物醫(yī)學(xué)材料. E-mail: wangxinyuSET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET ver

2、sion 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET bkCompanyEN Biological center Wuhan university of technology Wuhan 430070;Biological center wuhan university of technology Wuhan 430070 * MERGEFORMATBiological center Wuhan university of technology Wuhan 430070;Biological center wuhan univ

3、ersity of technology Wuhan 430070SET bkCompanyCHN 武漢理工大學(xué)生物中心 武漢 430070;武漢理工大學(xué)生物中心 武漢 430070 * MERGEFORMAT武漢理工大學(xué)生物中心 武漢 430070;武漢理工大學(xué)生物中心 武漢 430070SET bkPostcode 430070;430070 * MERGEFORMAT430070;430070SET bkMobile13807128122 * MERGEFORMA13807128122SET bkTelphone/p>

4、* MERGEFORMA027-87651852SET bkAddress 湖北省武漢市武昌區(qū)珞獅路122號(hào)武漢理工大學(xué)逸夫樓9層徐鵬收;湖北省武漢市武昌區(qū)珞獅路122號(hào)武漢理工大學(xué)逸夫樓9層 * MERGEFORMAT湖北省武漢市武昌區(qū)珞獅路122號(hào)武漢理工大學(xué)逸夫樓9層徐鵬收;湖北省武漢市武昌區(qū)珞獅路122號(hào)武漢理工大學(xué)逸夫樓9層SET bkEmail yuxiang3329;wangxinyu * MERGEFORMATyuxiang3329;wangxinyuSET bkIntroduction 徐鵬 1983.05.12 男 生物

5、醫(yī)學(xué)工程;王欣宇 男 教授 生物醫(yī)學(xué)材料 * MERGEFORMAT徐鵬 1983.05.12 男 生物醫(yī)學(xué)工程;王欣宇 男 教授 生物醫(yī)學(xué)材料SET bkAuthorCHN 徐鵬;王欣宇 * MERGEFORMAT徐鵬;王欣宇SET bkAuthorEN XU Peng;WANG Xinyu * MERGEFORMATXU Peng;WANG XinyuSET bkContact 王欣宇 * MERGEFORMAT王欣宇SET bkFund 湖北省研究與開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2009BCB022) * MERGEFORMAT湖北省研究與開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2009BCB022)SET version 1.

6、5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET bkReferencesInfo 1*|*專(zhuān)著*|*崔福齋，風(fēng)情玲.生物材料學(xué)M. 北京：北京科學(xué)出版社，2000.2*|*期刊*|*M.Ito.In Vitro Prop

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18、ite synthesis and characterization in dense polycrystalline formJ.Mater Sci.1976,11（2）：227-23511*|*期刊*|*何毅,劉孝波,楊德娟,等.納米級(jí)磷酸三鈣的合成J.合成化學(xué),2000,8（2）：96-9912*|*期刊*|*閆玉華,樊東輝.磷酸三鈣多孔陶瓷藥物載體的制備與微觀(guān)結(jié)構(gòu)J,武漢工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1995（24）：106-10813*|*期刊*|*Wakia T,Kadama Y,Superplasticity of isostatically pressed hydroxyapatiteJ.Am

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22、al applationsJ,Clinical Materials,1985,6:17722*|*期刊*|*Piattelli A,Scarano A,Mangano C.Osteoclastic responses to various calcium phosphate in cell culturesJ.Biomaterials,1996,17:1767-177023*|*期刊*|*Yang Z J,Yuan H P,Tong W,etal.Adsorption and release of insulin like growth faction on porous tricaliciu

23、m phosphate implantJ.biomaterials,1996,17：2131-213724*|*期刊*|*Kurasbina K,Kurita H,Wu Q,etal.Evahuation porous biphasic calcium phosphate ceramics foranterior cervical interbody fusion in a caprine modelJ.biomaterials,2002,23：407-41225*|*期刊*|*凌 翔,陳為民,王 崢.膠原/納米磷酸三鈣復(fù)合人工骨骨膜引導(dǎo)成骨實(shí)驗(yàn)研究J.華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版).2005,1

24、2（31）：700-702SET bkAuthorsInfo |1|徐鵬|XU Peng|武漢理工大學(xué)生物中心 武漢 430070|Biological center Wuhan university of technology Wuhan 430070|徐鵬 1983.05.12 男 生物醫(yī)學(xué)工程|湖北省武漢市武昌區(qū)珞獅路122號(hào)武漢理工大學(xué)逸夫樓9層徐鵬收|430070|yuxiang332913349987802*|2|王欣宇|WANG Xinyu|武漢理工大學(xué)生物中心 武漢 430070|Biological center wuhan university o

25、f technology Wuhan 430070|王欣宇 男 教授 生物醫(yī)學(xué)材料|湖北省武漢市武昌區(qū)珞獅路122號(hào)武漢理工大學(xué)逸夫樓9層|430070|wangxinyu13807128122 * MERGEFORMAT|1|徐鵬|XU Peng|武漢理工大學(xué)生物中心 武漢 430070|Biological center Wuhan university of technology Wuhan 430070|徐鵬 1983.05.12 男 生物醫(yī)學(xué)工程|湖北省武漢市武昌區(qū)珞獅路122號(hào)武漢理工大學(xué)逸夫樓9層徐鵬收|430070|yuxiang3329|13349

26、987802|2|王欣宇|WANG Xinyu|武漢理工大學(xué)生物中心 武漢 430070|Biological center wuhan university of technology Wuhan 430070|王欣宇 男 教授 生物醫(yī)學(xué)材料|湖北省武漢市武昌區(qū)珞獅路122號(hào)武漢理工大學(xué)逸夫樓9層|430070|wangxinyu13807128122SET bkTitleInfo 磷酸三鈣的制備及在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用|Preparation and medical application of tricalcium phosphate|湖北省

27、研究與開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2009BCB022) * MERGEFORMAT磷酸三鈣的制備及在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用|Preparation and medical application of tricalcium phosphate|湖北省研究與開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2009BCB022)（武漢理工大學(xué)生物中心 武漢 430070）SET bkTitleInfo * MERGEFORMAT SET bkAuthorsInfo * MERGEFORMAT 摘要： FORMTEXT -磷酸三鈣是在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究中逐漸成熱的一種人工合成生物陶瓷材料。其成分與骨礦物組成相近，它們?cè)谏憝h(huán)境下能發(fā)生不同程度的降解，可被組織吸

28、收。具有高生物相容性，良好生物吸收性，降解性能，自發(fā)誘導(dǎo)骨細(xì)胞分化和擴(kuò)增等優(yōu)點(diǎn)。本文對(duì)-磷酸三鈣進(jìn)行了綜述，介紹了-磷酸三鈣的制備、醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用以及研究的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞： FORMTEXT -磷酸三鈣；生物相容性；生物降解 中圖分類(lèi)號(hào)： FORMTEXT R687.3SET bkAuthorsInfo * MERGEFORMAT SET bkTitleInfo * MERGEFORMAT FORMTEXT Preparation and medical application of tricalcium phosphate FORMTEXT XU Peng1, FORMTEXT WANG X

29、inyu2(1. Biological center Wuhan university of technology Wuhan 430070;2. Biological center wuhan university of technology Wuhan 430070)Abstract: FORMTEXT -tricalcium phosphate was a sort of synthesized bioceramic material, which has been gradedly hot studied recently. It has the similar composition

30、s as bone materials. It can be degraded at different degrees in the physiological environment and can be absorbed by the organic tissues. Biology carriers produced by this material have the advantages and characteristics of high biocompatibility, good biological absorbability ,Spontaneously inducing

31、 the osteoblastic differentiation and amplification. The absorbable -TCP was described in this paper, The preparation methods and the orthopaedic application of absorbable -TCP was discussed.Key words: FORMTEXT -tricalcium phosphate；biocompatibility；biodegradation引 言-磷酸三鈣（-TCP）是一種較理想的、臨床應(yīng)用前景十分廣泛的骨組織

32、工程生物陶瓷材料1,2，因其具有良好的生物相容性，合適的強(qiáng)度， 耐腐蝕性等優(yōu)勢(shì)，并且可以修復(fù)由創(chuàng)傷，骨質(zhì)疏松癥而造成的骨組織缺損，因此一直受到醫(yī)學(xué)界關(guān)注。近幾年，人們對(duì)于-磷酸三鈣的研究探索已經(jīng)從普通的骨組織替換修復(fù)發(fā)展成了可較為牢固的種植于人體內(nèi)，從普通的生物惰性材料發(fā)展到可降解材料和多種適合于人體的復(fù)合材料的階段，本文就-磷酸三鈣的特性，制備及應(yīng)用作一綜述。1 -磷酸三鈣特性 -TCP是磷酸三鈣的一種高溫相，Ca/P比為1.5,屬于三方晶系，a=10.32,c=36.9，體積密度為1.52.5g/cm，經(jīng)煅燒后，孔隙率3050，孔徑50200m，密度為3.17 g/cm33 。一般情況下，

33、-TCP在體液中的溶解度約為HA的10倍，能緩慢被體液吸收。-TCP也存在一些缺點(diǎn)：例如力學(xué)性能差，脆性大，抗折和抗壓強(qiáng)度低，缺乏誘導(dǎo)活性；粉末型，顆粒性材料植入人體后很難固定，極易流失；降解速率較難控制4等。-磷酸三鈣也是鈣磷體系中的二元化合物，可用來(lái)制備燒結(jié)型生物陶瓷，可作為抗生素，生長(zhǎng)因子等藥物的載體5,6。-TCP主要是由鈣、磷組成，其成分與骨基質(zhì)的無(wú)機(jī)成分相似，與骨結(jié)合好。動(dòng)物或人體細(xì)胞可以在-TCP材料上正常生長(zhǎng)，分化和繁殖。通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)研究證明：-TCP對(duì)骨髓造血機(jī)能無(wú)不良反應(yīng)，無(wú)排異反應(yīng)，無(wú)急性毒性反應(yīng)，不致癌變，無(wú)過(guò)敏現(xiàn)象。梁戈等7通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其溶血程度5，當(dāng)-磷酸三鈣被植入

34、人體內(nèi)后，其在體液中能發(fā)生降解和吸收8，Ca、P被體液吸收后進(jìn)入人體循環(huán)系統(tǒng)，一定時(shí)間后植入人體的-磷酸三鈣逐漸溶解消失，形成新骨9。2.-磷酸三鈣的制備-TCP的制備包括3個(gè)步驟：即粉末制備，成型與燒結(jié)。粉末制備一般包括濕法工藝，干法工藝和水熱法工藝。2.1 粉末的制備2.1.1 濕法工藝濕法工藝包括鈣鹽與磷酸鹽反應(yīng)工藝10，酸堿中和工藝。前者是以CaCl26H2O和NaH2PO410H2O為原料，將磷酸二氫鈉溶液緩慢滴加到氯化鈣溶液中，使Ca/P摩爾比為1.5，不斷攪拌，無(wú)水乙醇洗滌、抽濾、干燥、煅燒得-TCP白色粉體。何毅等11通過(guò)Ca(OH)2/H3PO4/H2O體系，采用濕法工藝，合

35、成了一系列的納米級(jí)-磷酸三鈣。人體骨中磷灰石是以納米級(jí)針狀分布，又因其具有好的生物相容性，所以研究納米級(jí)-TCP的制備具有重要的意義。濕法工藝的優(yōu)點(diǎn)是顆粒均勻，燒成溫度低，反應(yīng)完全，平均粒徑較小，其生物降解性能比較好。2.1.2 干法工藝 干法工藝一般采用低溫固相反應(yīng)12制備-TCP粉末：將Ca(OAc)2H2O和K2HPO43H2O在室溫下研磨，混合均勻，再在研缽中研磨40min，將其放入試管中，置于60oC油浴中反應(yīng)5小時(shí)，蒸餾水洗滌、抽濾、干燥、煅燒制得-TCP白色粉末。干法工藝制備的-TCP粉末結(jié)晶性好，但晶粒較粗，結(jié)構(gòu)不均勻，煅燒溫度高，游離氧化鈣量較大，含有雜相。2.1.3 水熱法

36、工藝 水熱法是利用高溫高壓下水溶液使那些在大氣條件下不容或難容的物質(zhì)溶解。其應(yīng)用不多，常用的是以CaHPO42H2O為原料，合成晶粒較大，晶格完整的-TCP粉末，它的特點(diǎn)是粒子純度高，分散性好，生產(chǎn)成本低。2.2 -TCP的成型與燒結(jié) -TCP可分為多孔性和致密型。致密型表面光滑無(wú)孔，不利于骨組織生長(zhǎng)，而多孔-TCP是一種大/微孔結(jié)構(gòu)，微孔的大小決定了降解速度，空隙越小，有利于體液滲入，促進(jìn)材料的降解。人們通常在一定壓力下將原粉壓制成快于9001100oC13條件下燒結(jié)，制成致密型-TCP。目前人們采用硬脂酸顆粒填充成型制備多孔-TCP，首先將球形硬脂酸分篩成一定目數(shù)，將一定粒徑的硬脂酸與原粉

37、混合均勻，加入粘結(jié)劑PVA，模具內(nèi)成型，脫模，在60oC條件下熔出硬脂酸，得到坯體，9001000oC條件下燒結(jié)，制成多孔型-TCP。3 -TCP的降解性 所謂生物降解性是指通過(guò)曾溶，水解或生物體中的酶以及其他生物活性物質(zhì)的作用，使材料轉(zhuǎn)化成一些較小的復(fù)雜的終產(chǎn)物。這不僅是生物學(xué)過(guò)程，也是體液中物理化學(xué)溶解過(guò)程，而破骨細(xì)胞與巨噬細(xì)胞的介入也是不可或缺的。Manjubala等14 認(rèn)為巨噬細(xì)胞在-TCP陶瓷材料的吸收中起重要作用?，F(xiàn)在所用的降解材料多為人工仿生材料，很難被吸收。而生物降解材料具有以下優(yōu)勢(shì)：具有良好的組織相容性，可使骨折早日愈合15，并減少并發(fā)癥；具備足夠的強(qiáng)度，能起到良好的固定作

38、用。-TCP的降解包括兩個(gè)步驟：材料在體液作用下，粘結(jié)劑發(fā)生水解，使材料分離成離子，后被細(xì)胞吞噬，吸收，被分離的Ca2+離子一部分進(jìn)入血液中，通過(guò)血液循環(huán)分布到組織器官中，參與代謝過(guò)程，最終被排出體外，另一部分可參與新骨的形成。4.-磷酸三鈣的醫(yī)學(xué)應(yīng)用-TCP可廣泛應(yīng)用于關(guān)節(jié)與脊柱融合、四肢創(chuàng)傷、口腔頜面的外科、心血管外科，以及填補(bǔ)牙周的空洞等方面。隨著人們對(duì)-TCP研究的不斷深入，其應(yīng)用形式也出現(xiàn)了多樣化，并在臨床醫(yī)學(xué)中體現(xiàn)了較好的性能。Arai等16利用-TCP多孔陶瓷填充815cm的腓骨節(jié)段缺損，獲得了腓骨再生。平均術(shù)后2個(gè)月即可達(dá)到重建不會(huì)發(fā)生踝關(guān)節(jié)及脛骨的移位;鄭承澤等17將-TCP

39、與自體骨髓復(fù)合應(yīng)用于臨床，修復(fù)包括腫瘤性骨缺損和陳舊性骨折骨缺損,經(jīng)術(shù)后調(diào)查，結(jié)果顯示植入材料的成骨作用明顯，說(shuō)明-TCP與自體骨髓復(fù)合是一種治療骨缺損理想的方法；張漢東等18將磷酸三鈣陶瓷用于修復(fù)兔下頜骨缺損,研究表明，植入后局部組織無(wú)明顯炎癥等反應(yīng)。張建設(shè)等19將兩種不同組成的-TCP陶瓷植入免頜骨人工缺損區(qū)，摻雜的磷酸三鈣陶瓷降解速度較慢，但具有較好的生物相容性；張亮等20利用-TCPDLPLA作為一種新型治療骨缺損的材料，研究表明其降解特點(diǎn)有利于骨組織細(xì)胞長(zhǎng)入；Mitenmuller等21利用帶微孔的陶瓷顆粒作為抗結(jié)核藥及抗菌素的載體，填塞至骨髓炎患部，缺損骨基本修復(fù)，陶瓷粒幾乎全部被

40、組織吸收。最近幾年，很多學(xué)者正在不斷探究用-TCP與其他各種物質(zhì)相結(jié)合，制成多種復(fù)合材料，從而提高材料的力學(xué)性能和生物學(xué)性能：Piattelli等22利用HA與-TCP比為1：1的一定顆粒粒徑的雙相鈣磷陶瓷進(jìn)行了臨床實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)陶瓷具有良好的生物相容性和骨傳導(dǎo)性。許多研究表明，具有合適的HA/-TCP比例及孔結(jié)構(gòu)狀況的磷酸鈣陶瓷在一定條件下具有骨誘導(dǎo)性23 24。凌翔等25將膠原與-TCP復(fù)合制成復(fù)合材料植入兔的顱骨中，觀(guān)察到這種復(fù)合材料具有引導(dǎo)成骨能力，并且引導(dǎo)能力優(yōu)于HA結(jié) 語(yǔ)隨著組織工程在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域的應(yīng)用，-TCP作為人體組織替換材料，具有廣闊的研究?jī)r(jià)值。雖然在一些方面取得了成果，但

41、是還有一些內(nèi)容值得我們?nèi)ヌ骄俊？傊?，為了獲得更加完善，更理想的生物材料，我們應(yīng)該利用各種材料的優(yōu)勢(shì)，克服各種材料的不足，將-TCP與其它各種材料復(fù)合，對(duì)材料本身加以改變，才能滿(mǎn)足臨床的需要。參考文獻(xiàn) FORMTEXT 1 崔福齋，風(fēng)情玲.生物材料學(xué)M. 北京：北京科學(xué)出版社，2000.2 M.Ito.In Vitro Properties of A Chitosan-Bonded Bone-Filling Paste;Studies on Solubility of Calcium Phosphate CompoundsJ.J Biomed Mater Res.2004,32（3）:95-98

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