背景:透钙磷石骨水泥作为一种骨替代和骨填充材料,因其具有良好的生物相容性、骨传导性等优点,尤其是相比于其他磷酸钙类骨水泥具有更好的生物降解能力,在骨修复方面有重要应用价值,但也因其存在机械性能不足、固化反应快及注射性能差等问题的限制,目前一般只能用于非负重区骨的修复.目的:探讨生物活性离子(金属离子和非金属离子)改性透钙磷石骨水泥,以期拓展使用范围.方法:利用PubMed、ScienceDirect和中国知网、万方数据库检索2018-2023年发表的文献,中文检索词为"金属离子,铁,铜,锶,镁,锌,非金属离子,改性,骨,透钙磷石骨水泥";英文检索词为"metal ion,iron,Fe,copper,Cu,strontium,Sr,magnesium,Mg,zinc,Zn,non-metal ion,modification,bone,Brushite Cements".通过阅读标题、摘要对所得文献进行初筛,排除重复及内容不相关文献,最终纳入64篇文献进行综述.结果与结论:①生物活性离子影响透钙磷石骨水泥水化反应过程,不同离子以离子取代的方式掺入透钙磷石骨水泥晶体结构中,改变了骨水泥晶体形态,引起凝固时间、注射性、抗压强度等理化性能改变.②离子改性的透钙磷石骨水泥因不同的晶体结构而产生不同的离子释放效应,不同类型离子具有如促血管生成/成骨、抗菌及抗肿瘤等特性而发挥作用,此外,透钙磷石骨水泥具有良好的生物降解性,这对于各离子性能的发挥具有极大优势.③不同离子改性透钙磷石骨水泥理化性能影响如下:铁、铜、锶、镁、锌、银、钴可延长凝固时间;锶、镁可提高注射性能;铜、锶、镁、银、硅可增强抗压强度;能同时改善透钙磷石骨水泥以上3种理化性能的离子有锶、镁;良好的理化性能是临床应用的前提,故离子改善透钙磷石骨水泥的凝固时间、注射性及抗压强度等性能对骨水泥的研究应用具有重要意义.④不同离子改性透钙磷石骨水泥生物性能影响如下:铜、锶、镁、锌、钴、锂、硅、硒具有促血管生成/成骨效应;铁、铜、镁、锌、银具有抗菌特性;镁离子具有抗炎特性;铜、硒具有抗肿瘤性.⑤综上所述,镁离子能改善透钙磷石骨水泥凝固时间、注射性和抗压强度,同时具有促新生血管生成/成骨及抗菌性,对合并感染的骨缺损治疗具有良好应用前景;此外,铜还具有抗肿瘤特性,因此铜离子在感染、肿瘤引起的骨缺损治疗方面有巨大潜力;只是目前相关研究仍处于基础研究阶段,不同离子掺杂浓度和合成条件等对透钙磷石骨水泥理化性能的影响需进一步探索,同时对于生物性能影响也需更长期的研究观察.

目的 探讨掺镁6.67%透钙磷石骨水泥修复家兔骨质疏松的桡骨骨缺损的成骨效果.方法 27只雌性新西兰白兔进行骨质疏松造模,之后随机分为对照组、透钙磷石组、掺镁6.67%透钙磷石组(掺镁6.67%组),每组9只.在双侧桡骨中段制作长15 mm的骨缺损,缺损处对照组不充填任何材料,透钙磷石组植入透钙磷石骨水泥,掺镁6.67%组植入掺镁6.67%透钙磷石骨水泥.于术后4,8,12周,通过肉眼观察、拍摄X线片观察缺损区影像学变化和免疫组化观察血小板源性生长因子(platelet-derived growth factor,PDGF)在缺损区的表达与分布判断骨缺损的修复情况.结果 12周时掺镁6.67%组骨缺损修复基本完成,其余组缺损仍成凹形,掺镁6.67%组成骨效果最佳;免疫组化显示,PDGF在第4周表达最高,8周、12周时逐步降低,4周、8周时,掺镁6.67%组表达比透钙磷石组高,差异具有统计学意义(P<0.05).结论 掺镁6.67%透钙磷石可促进骨质疏松骨缺损的愈合,修复早期可促进PDGF的表达.

背景:透钙磷石作为可吸收的磷酸钙骨水泥和骨替代植入材料,在性质特征上存在一些不足,学者们尝试对透钙磷石进行改性,以期能增强其机械性能,延长固化时间,提高成骨作用.目的:制备掺镁透钙磷石骨水泥,通过理化性能、生物活性和修复骨缺损能力检测掺镁透钙磷石骨水泥作为骨替代材料的可行性.方法:采用烧结法将镁离子引入 β-磷酸三钙,设置Mg/(Mg+Ca)摩尔百分比分别为0%、6.67%、26.67%,制备掺镁透钙磷石骨水泥,采用扫描电子显微镜观察骨水泥的形态,万能材料实验机检测骨水泥的抗压强度.将0%、6.67%、26.67%掺镁透钙磷石骨水泥浸提液分别加入兔抗凝血中,检测溶血率.制备24只家兔双侧桡骨骨缺损模型,分4组干预,其中3组骨缺损处分别植入0%、6.67%、26.67%掺镁透钙磷石骨水泥,空白组不做任何处理,植入后4,8周进行X射线检查.结果与结论:①扫描电镜显示,0%掺镁透钙磷石骨水泥为堆积紧密的板片状和少量颗粒状,孔隙较少;6.67%掺镁透钙磷石骨水泥呈不规则团块状和短棒状;26.67%掺镁透钙磷石骨水泥为团块状、圆球状和颗粒状等结构;②0%、6.67%、26.67%掺镁透钙磷石骨水泥的抗压强度分别为31.99,26.38,24.44 MPa;③所有透钙磷石骨水泥的溶血率均小于5%;④X射线显示,植入4周时,空白组缺损区边缘规则,无新骨形成;掺镁0%组骨水泥周围溶解,与骨缺损交界处有少量高密度影像;掺镁6.67%组骨水泥大部分溶解,大量新骨形成;26.67%掺镁组骨水泥周围溶解,中央呈高密度团块,新生骨量较少.植入8周时,空白组两断端处有新骨沉积影像;未掺镁组新生骨呈楔形堆积;掺镁6.67%组骨缺损处基本充满新骨,骨皮质连续;掺镁26.67%组新骨呈桥接式链接骨缺损断端,塑性差;⑤结果表明掺镁6.67%透钙磷石骨水泥具有良好的机械性能与成骨效果.