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生物陶瓷可诱导骨组织生成 开拓生物材料发展新途径

作者:成都渝祥金属丝网制品有限公司 来源:www.cdyuxiang.com 未知发布时间:2019-01-11 14:15:54
生物陶瓷可诱导骨组织生成 开拓生物材料发展新途径

­  在人体内植入无生命的人工材料,就能诱导生命组织器官再生,调动人体自身修复功能。这种看似只能出现在科幻电影里的场景,因为有了组织诱导性生物材料,并非遥不可及。不久前,在长春举行的中国科协年会先进材料展上,中国工程院院士、四川大学教授张兴栋展示了一种骨诱导性人工骨生物材料,将它植入人体后,就能调动人体自身的康复功能,形成新的组织,既无异物反应,又可实现人体的永久性康复。

­  生物陶瓷可诱导骨组织生成,开拓生物材料发展新途径

­  据介绍,这种人工骨生物材料就是多孔磷酸钙生物陶瓷,是组织诱导性生物材料的一种。经过多年研究,张兴栋发现,多孔磷酸钙生物陶瓷不仅具有良好的生物相容性,在一定条件下还表现出骨诱导性,即不用外加生长因子或活体细胞就可以诱导骨组织生成,在治疗骨缺损方面有很好的应用前景。"植入人体内过一段时间,陶瓷中会形成新骨头,陶瓷本身会慢慢消失,最终转变为人骨。"

­  传统观念认为,无生命的生物材料不可能诱导组织器官再生或形成,因此治疗骨缺损时,医生通常向断骨处植入金属、高分子等材料,这些材料的腐蚀、排异特性给患者带来很大的痛苦。

­  张兴栋和他的团队上世纪80年代在国内率先研发出生物活性陶瓷及涂层等。上世纪90年代,他又首创迄今国际唯一的骨诱导人工骨并应用于临床。在此基础上,他提出了"组织诱导性生物材料"这一颠覆性概念。这一概念赋予材料诱导组织形成或再生的生物功能,开拓了生物材料发展的新途径。

­  体外培养组织技术由于缺乏人体神经和体液系统的控制,应用中可能出现风险。可诱导组织再生的材料的优势在于,调动人体自身力量,在机体环境下再生,并降解转化成为身体一部分,不会留下异物,修复效果更好。

­  张兴栋团队研发的骨诱导性人工骨生物材料,是目前全球首个硬组织诱导性生物材料产品,自2013年临床应用至今已逾数万例,疗效良好。此外,他的人工关节的羟基磷灰石涂层技术成果也具有世界先进水平,临床应用近10万例。目前以骨诱导人工骨为代表的一批产品已获得医疗器械注册证,第二代可承力骨诱导人工骨、胶原水凝胶软骨诱导材料等多个产品已完成实验室研发。

­  拥有更强拉伸力的可再生人工韧带,有很大的临床应用价值

­  除了治疗骨缺损,可诱导组织再生的理论还成功应用于再生韧带和中枢神经等软组织上。材料展上,上海松力生物技术公司展出了由他们研发、世界上首个有组织诱导功能的生物人工韧带,部分性能超越了国际上最先进的人工韧带。

­  跑步等日常活动都有可能造成韧带损伤,尤其是膝关节的前交叉韧带,一旦损伤就需要手术进行修复。"我们研发的人工韧带是用松力纤维蛋白原和可吸收材料为原料共混后,采用静电纺技术制备的具有超亲水性的、类似细胞外基质的生物复合支架材料,是一种软组织诱导性生物材料。"松力生物董事长何红兵说,该材料植入机体后,在逐层降解的同时进行组织再生,诱导机体自身组织长入韧带中,逐渐演变成自身韧带组织。

­  据介绍,以法国LARS韧带为代表的合成材料人工韧带,成分是聚酯材料,不可吸收、也不能再生。同时产品使用寿命有限,时间长了韧带可能松弛、断裂。"可再生生物材料制成的人工韧带,可吸收和再生,静电纺技术工艺比较简单,在疗效及安全性更好的同时,还能降低成本。"

­  何红兵说,通常,人体膝关节需要承受1500千克至2000千克的拉伸力,可吸收的韧带植入后要逐步降解、吸收、再生,初始的强度通常要达到承受力的2—3倍,才能保证该材料的正常使用。目前,松力生物制备的人工韧带已突破了这一技术瓶颈,达到4000千克的拉伸力。

­  目前,上海松力生物技术公司的人工韧带已经在大动物山羊上实验并成功。"山羊的抗张强度和人体比较接近,对未来应用到人体很有参考价值。"何红兵说,公司接下来会跟骨科专家合作,研发符合骨科实际要求的产品。

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