β-磷酸三钙复合材料在骨科中的应用现状_.β-三钙磷酸盐 对骨的左营

目前，生物陶瓷材料已广泛用于脊柱外科手术中作为骨移植物。但是，生物陶瓷材料存在一些局限性。硫酸钙在体内迅速吸收，其降解通常发生在新骨骼形成之前。羟基磷灰石（HA）几乎不被吸收，从而阻碍了新骨骼的形成和重塑，并导致较差的局部稳定性或永久应力集中。在支架吸收和骨形成之间，只有β-磷酸三钙（β-TCP）相对平衡。它是一种良好的可生物降解的陶瓷材料，可以提供大量的钙离子和硫酸根离子以及用于骨骼再生的支架结构。但是，单个β-TCP的问题是缺乏骨诱导性和成骨性，这限制了其应用。
因此，近几十年来，β-TCP复合材料已用于整形外科领域，它充分利用了其他骨修复材料的优异性能，例如生物降解性，骨诱导性，成骨性和骨传导性。这些材料弥补了单一β-TCP的不足，并赋予了β-TCP更多的生物学和物理特性。
RhBMP-2是一种骨诱导材料，属于转化生长因子β（TGF-β）超家族。RhBMP-2可以促进多能MSC向成骨细胞的分化和细胞外基质（ECM）的分泌。因此，它可以诱导异位骨骼和软骨13的形成，并缩短骨骼愈合的时间。但是，rhBMP-2的半衰期很短。结果，它被限制在体内。因此，需要一种载体来缓慢释放BMP，从而在整个骨骼愈合期间促进骨骼生长。
对于β-TCP+ BMP复合材料，β-TCP作为载体可以延长BMP的作用时间，另一方面，BMP可以弥补β-TCP的骨传导性不足并加速新骨的形成。Urist 等。报道β-TCP可能刺激BMP的生物学活性，因为在β-TCP+ BMP（1 mg）作用下的新骨量是单独BMP的12倍。Dohzono 等。15发现β-TCP支架的表面含有BMP-2拥有的大量破骨细胞。换句话说，BMP可以加速β-TCP支架的降解，从而为新的骨形成和重塑提供足够的空间。Ohyama 等。16报道称，与单独使用β-TCP，自体移植和未治疗组相比，β-TCP+ BMP复合材料在犬后腰融合中产生了更好的椎间融合速度和机械强度，以及更多的骨小梁。此外，β-TCP阻止了周围软组织的侵袭，从而为新骨骼的形成提供了有利条件。除了延长BMP的释放，β-TCP还可能激活rhBMP-2 。
β-TCP和HA都具有骨传导性，但它们的生物活性不同。前者吸收速度快，亲水性高，而后者吸收性差，脆性高和机械性能差。动物实验发现，单独使用β-TCP或HA会伴有多种术后并发症。Shima 等。25g动物在椎间盘切除和融合的动物模型中单独使用了β-TCP，发现70％的β-TCP支架发生了骨折或移位，而50％的脊柱受压。Cook 等。26 犬颈椎椎弓根融合术采用单一的HA材料，发现39％的患者在术后24周出现移植失败，从而导致椎间高度下降并限制了椎间融合率。
总之，β-TCP/ MSC复合材料既具有成骨性，又具有骨传导性，有利于新骨的形成。MSC附着在β-TCP支架的内表面，从而使支架的表面和中心能够成骨。与单独使用MSC，骨髓或β-TCP相比，该复合支架可以诱导更多的骨小梁和新的骨量，具有更高的局部融合率和稳定性。