人造骨骼,给你一双隐形的翅膀:人造骨骼

时间：2019-04-02 03:19:49　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　五花八门的人造骨材料　　木材　　意大利陶瓷科学技术研究所的研究人员最先使用了藤木（rattan wood）这种材料。他们将它加热，并加入氧气和钙质，然后再次加热，并加入磷酸盐溶液。10天后，藤木就已经坚硬到足以代替骨头了。这项技术已经应用于绵羊身上。
　　海冰
　　科学家发现冻结的海水拥有类似鲍鱼壳的复杂硬式结构。他们在多孔层中冰冻钙泥，然后升华其中的水分，这就产生了坚固但轻便的钙支架。美国食品及药物管理局（FDA）正在对这个方法进行测试。
　　泡沫
　　多伦多大学的生物医学专家约翰·戴维斯和他的同事利用经过改造的生物降解泡沫材料，成功地研制出了微孔人造骨。他们用生物降解泡沫材料为病人按照需修补部位做了一个骨架模型，模型上布满了无数个与人体软骨组织类似的微孔，然后在微孔中植入骨骼生长细胞。这种人造骨骼模型一旦被植入人体，其中的骨骼生长细胞可按骨架方向生长并形成新骨，从而达到修补骨骼的目的。
　　磷酸钙骨胶原复合骨
　　Cerasorb（纯相β-磷酸三钙）是德国一公司自行研制的人造骨骼再生材料，它由骨骼的基本成分——钙和磷酸盐组成，具有良好的生物兼容性，被应用在很多美容整形手术中。使用这种材料可以维持空间、形成骨架，它的沉淀矿物质还可以促进骨质生长，并且在新的骨质形成时被完全吸收，没有疾病的污染，不会刺激植入部位发炎，减少了手术的危险和患者的疼痛。
　　日前，日本物质和材料研究机构公布了Cerasorb的升级版人造骨骼，它由磷酸钙和有机成分骨胶原组成，其强度与弹性均接近于真正的骨骼。把它移植到缺损部位，破骨细胞能把人造骨骼吸收，而骨芽细胞能在其周围生长出新的骨骼。在狗身上做的实验表明，大约3个月就可以再生出新的骨骼来。不过这一科研成果目前还处在动物实验阶段，尚需进行实用化研究开发，才能达到临床应用水平。
　　激光三维点铸金属钛骨
　　这是德国弗劳恩霍夫学会设在亚琛的激光技术研究所的迈纳斯科研小组利用高科技直接生产出的人造骨骼。其方法是：首先通过激光断层扫描技术(CT)获得患者所需植入骨骼的三维数据，然后根据这些数据由电脑控制激光束来熔化金属钛粉末，逐点铸造所需的人造骨骼，再将各点连接起来逐层铸造。
　　由于这一工序是在一个可升降的平台上完成的，因此铸造完一层以后可通过调整平台高度重新铺洒金属粉末进行下一层的铸造工作，从而按照CT数据制造出患者所需要的人造骨骼。科学家称，这种成型制造工艺具有原材料省、精度高、速度快、能制造出各种复杂形状的植入骨骼等优点。因此，这项技术在未来的美容整形领域将会有极为广泛的应用。
　　骨髓细胞体外再生骨
　　日本奈良县立医科大学教授高仓义典使用骨髓细胞在体外再生骨骼获得成功。在移植手术实验中，科学家先从患者骨盆的髂骨中抽出骨髓液，再提取其中的间叶干细胞培养两周，然后把它涂抹在陶瓷制人工关节的表面，在激素等的诱导下成长为成骨细胞，并吸收钙质。培养大约一个月，人工关节便被再生骨骼所覆盖。对需要做四肢关节整形的移植手术而言，使用它不会发生排异症状，两名女性患者术前行走困难，但目前已可在室内自由活动。
　　羟基磷灰石等离子喷涂骨
　　羟基磷灰石等离子喷涂，是在已有的金属复合材料表面，用高温等离子火焰喷涂上一层几十微米厚的羟基磷灰石。目前医学界公认的人造骨骼替代材料是金属钛的合金材料和羟基磷灰石材料。但它们各自存在着不可克服的缺陷，使众多的科学家为之苦恼：金属钛有强度和良好的韧性，很接近生物骨骼的要求，但植入人体或生物体后，往往难以产生理想的生物相容性，缺乏生物活性，只是简单的机械物理结合，使这种材料的应用受到很大的限制；羟基磷灰石是与骨骼成分一样的陶瓷材料，做成人造骨骼植入生物体后的试验表明，它虽然具有很好的生物相容性，但强度和韧性却很低，始终不能成为骨骼的理想的替代品，也极大地限制了它在医学领域的应用。
　　而羟基磷灰石等离子喷涂骨创造性地将两种最具有前途的生物材料揉合在一起。即保持了金属材料的强度和韧性，又保持了羟基磷灰石的生物活性。该涂层克服了一般简单植入骨骼替代品常用的是金属合金或陶瓷涂层所带来的生物机体排异性，实现了良好的生物相容性，能够很好地被成骨细胞所接受，在生物材料的研究领域，向前迈了一大步。

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