隨著全球人口老齡化加劇，骨腫瘤、骨質疏松等骨骼疾病發(fā)病率持續(xù)攀升，相關骨缺損修復及治療等廣受關注。

　　記者4月30日從中國科學院金屬研究所獲悉，該所張興團隊聯(lián)合多家企業(yè)及醫(yī)療機構，最近在生物活性骨修復材料領域取得以“骨復生”生物玻璃材料、磷酸三鈣/膠原復合材料、仿生“螳螂蝦”支架三項重要進展為代表的系列突破，研發(fā)相關產品已在全國超1000家醫(yī)院應用或進入臨床試驗，為難愈性骨缺損治療提供了全新解決方案。

仿生“螳螂蝦”支架相關對比示意圖。中國科學院金屬研究所 供圖

　　張興研究員表示，這一系列成果標志著中國骨修復材料研發(fā)正從“仿形”走向“仿生”、從“可修復”邁向“高效修復”，將為老齡化社會中復雜骨病治療提供有力技術支撐。

　　“骨復生”材料已惠及千家醫(yī)院

　　“骨復生”生物玻璃基骨修復材料由張興團隊聯(lián)合湖北雙星藥業(yè)公司，開展產學研協(xié)同攻關研發(fā)成功。該材料通過精準調控組分比例與微觀結構，不僅具備優(yōu)異的骨傳導性能和力學強度，并可釋放生物活性離子以調控局部修復微環(huán)境，從而主動促進骨組織再生。

　　目前，“骨復生”已獲得國家藥品監(jiān)督管理局III類醫(yī)療器械注冊證，在全國超過1000家醫(yī)療機構開展臨床應用，其適應證廣泛涵蓋創(chuàng)傷性骨缺損、骨腫瘤術后缺損及退行性骨病所致骨損傷。

　　復合人工骨材料臨床表現(xiàn)優(yōu)異

　　通過調控非晶金屬離子團簇的組成及晶化速率，張興團隊實現(xiàn)醫(yī)用級含鎂磷酸三鈣粉體的化學合成及宏量化制備，并有效攻克傳統(tǒng)高溫工藝中存在的粉體分散性差、晶相分布不均及量產難度高等關鍵技術瓶頸。

　　在此基礎上，張興團隊與常州邦萊醫(yī)療科技公司合作，研制出磷酸三鈣/膠原復合人工骨材料。該材料成分與天然骨基質相近，具備優(yōu)異的可塑形性及復雜骨缺損填充能力，并能顯著加速骨再生。

　　目前，該產品由中國人民解放軍總醫(yī)院牽頭，在多家臨床機構開展試驗研究。臨床反饋數據顯示，磷酸三鈣/膠原復合人工骨材料不僅表現(xiàn)出優(yōu)異的骨融合性，更能顯著加速骨再生進程，有望為復雜骨缺損、骨腫瘤術后重建及骨不連等難愈性骨病提供全新療法。

　　仿生“螳螂蝦”支架強韌兼具

　　受螳螂蝦附肢“馬鞍”狀梯度結構啟發(fā)，張興團隊以鋅摻雜非晶磷酸鈣(ACZP)團簇為核心功能單元，通過多級組裝技術構建出集“結構—成分—功能”三位一體的鋅摻雜非晶磷酸鈣/幾丁質復合骨修復支架。

　　該支架外層高礦化以保障力學支撐，內層富含有機質適配骨生長微環(huán)境。其彎曲強度達160兆帕，通過裂紋擴展、纖維撕裂等多重耗能機制，有效解決了傳統(tǒng)骨修復材料“脆而不韌”的痛點。

　　此外，仿生“螳螂蝦”支架在體內降解時可持續(xù)釋放鈣、鋅離子，協(xié)同促進成骨細胞活化與血管內皮增殖，實現(xiàn)成骨與血管化的高效耦合。動物實驗結果顯示，植入6個月后新生骨體積分數達68.39%，為大尺寸骨缺損修復提供了創(chuàng)新策略。