1、什么是人工骨？

在骨科領域，由于嚴重創(chuàng)傷、骨腫瘤、骨髓炎等多種原因所致的骨缺損十分常見。當需替換關節(jié)或治療骨斷裂時，最理想的方式是通過組織再生功能實現(xiàn)骨的自身修復。然而在許多情形下，人體骨并不能實現(xiàn)自身修復。例如骨組織壞死、骨關節(jié)創(chuàng)傷等，此時外科醫(yī)生會進行骨組織修復，而使用的修復材料通常有三類：自體骨、金屬假體、人工骨。其中，自體骨滿足骨傳導、骨誘導性，且無免疫排斥反應，但是會因為取骨造成二次創(chuàng)傷，導致感染風險以及系列并發(fā)癥；金屬假體存在松動、斷裂等問題。因此，人工骨替代材料移植、修復骨缺損成為醫(yī)學研究的重點。

2、人工骨的歷史

人工骨一開始是作為義肢材料設計的，可以替代自體骨移植材料來治療患者。起初的人工骨是由金屬和固體陶瓷制成的，為的是增強強度，但是材料的剛度使人工骨難以混入骨組織中，并且無法在兒童中長期使用。

1971年人們發(fā)現(xiàn)海珊瑚具有與人骨相類似的孔隙結構，開始應用原始珊瑚碳酸鈣作為植骨材料，但是珊瑚骨質地脆、吸收快，在骨缺損處只具有支架和骨引導作用，而無骨誘導能力。單純珊瑚植入機體后有一定的體積喪失，對于較大的骨質缺損，僅用珊瑚難以達到完全修復。

1986年，研究學者制造出了與天然骨骼類似的材料羥基磷灰石（羥基化磷酸鈣）制成的人造骨骼以及由可被組織自然吸收和替代的磷酸三鈣制成的人造骨骼，這兩種人工骨的出現(xiàn)，刺激了人工骨材料的高速發(fā)展。但是，由于這些材料仍然太硬，無法加工和調整以用于移植。所以各研究學者紛紛在此基礎上進行改良和研究。

由于無機材料不易被吸收，尤其是經高溫灼燒的無機材料，植入后與周圍組織的界面長期存在；而有機材料雖然誘導成骨性能較好，但植入早期缺乏足夠的力學強度，且提取量較少；所以人工骨的研究方向越來越向復合材料發(fā)展，復合材料既有無機材料也有有機材料，使人工骨能夠體現(xiàn)兩者的優(yōu)點。

3、人工骨材料分類

人工骨材料多為骨傳導材料或復合骨誘導因子材料，臨床應用較多的有以下幾類：1、具備骨傳導性的材料，能夠提供被動的多孔支架，支持或引導骨形成，代表材料有硫酸鈣、陶瓷、磷酸鈣水泥、膠原、生物活性玻璃、合成聚合物。2、具備骨誘導性的材料，能夠提供干細胞分化為成骨細胞，代表材料有脫鈣骨基質、骨形態(tài)發(fā)生蛋白、生長因子、基因治療。3、具備復合特性的材料，既可以提供被動的多孔支架，同時也能夠促進骨的形成，通常將生長因子或基質細胞與多孔的無機材料結合起來使用，打造出三維支架，從而在提供有效力學強度的同時促進骨組織的生長與愈合，代表材料有可發(fā)育生物陶瓷仿生人工骨、羥基磷灰石類活性人工骨材料等、膠原蛋白類結合無機材料人工骨等。