纳米羟基磷灰石增强型可降解超强胶:用于快速骨修复与促进成骨的创新材料

纳米羟基磷灰石增强型可降解超强胶:用于快速骨修复与促进成骨的创新材料

2024-10-16 13:46

在骨科领域,开发具有高粘附强度、可降解性、生物活性和适宜操作时间的骨胶,一直是医学界的一个重要挑战。针对这一需求,中国科学院长春应用化学研究所的栾世方教授和陈炳刚教授团队,采用原位自由基环开聚合技术,成功制备了一种纳米羟基磷灰石(nHAP)增强的可降解超级胶(O-BDSG)。这种新型材料在提高粘附力的同时,保持了良好的生物活性和生物相容性,为骨科手术中的复杂骨折修复和骨再生提供了全新的解决方案。

纳米羟基磷灰石的增强作用

nHAP的引入对O-BDSG的性能提升至关重要。nHAP通过在聚合物链之间形成非共价连接器,并提高聚合物基质的分子量,显著增强了胶体的机械性能。这种结构设计大幅提高了胶体对骨组织的粘附力,使其能够实现快速且稳定的骨折固定。研究表明,O-BDSG的弯曲粘附强度达到了9.79 MPa,是没有nHAP的同类材料的4.7倍,远超商业氰基丙烯酸酯胶(0.64 MPa)。这种超高的粘附强度使得O-BDSG特别适合用于复杂骨折的固定。

优异的生物活性与可降解性

除了机械性能的提升,O-BDSG还展现了卓越的生物活性。在体外细胞实验中,O-BDSG能够促进成骨细胞的增殖和分化,显示出强大的成骨诱导作用。在体内实验中,使用关键骨缺损和胫骨骨折模型,研究进一步证明了O-BDSG在促进骨再生方面的显著效果。8周后,再生骨体积达到75%,机械功能恢复到原生胫骨的94%,显示出其加速骨愈合的潜力。

此外,O-BDSG具备良好的可降解性。在植入体内6个月后,胶体的质量损失达到了51%,说明其能够在人体内逐渐降解,并最终被完全吸收。这种特性避免了患者需要二次手术取出植入物的风险,显著降低了术后并发症的可能性。

灵活的操作性与广泛的应用前景

O-BDSG的固化时间约为3分钟,操作灵活方便,适合在各种临床环境中使用。其快速固化特性使其在高度粉碎性骨折、胸骨闭合、牙齿粘接以及个性化骨缺损重建等骨科手术中有着广泛的应用潜力。这种材料不仅可以快速提供强大的粘附力,还能为骨组织的再生提供支持,在整个骨愈合过程中持续发挥作用。

临床前景与未来发展

O-BDSG的开发为骨科手术中的骨胶设计提供了新的方向,其简单易制备的特性、优异的生物活性和机械性能,使其成为一种极具前景的骨科修复材料。未来,这种材料有望在更多的临床场景中得到应用,尤其是在复杂骨折固定、骨缺损修复等方面,极大地改善患者的治疗效果。

 

综上所述,nHAP增强的可降解超级胶(O-BDSG)通过卓越的粘附力、促进成骨的生物活性、可降解性以及灵活的操作性,为骨科手术中的骨修复提供了创新解决方案,展示了广阔的临床应用前景。这项研究不仅为骨科手术治疗带来了新选择,也为骨胶设计的进一步发展提供了重要启示。


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