1、什么是人工骨？

在骨科领域，由于严重创伤、骨肿瘤、骨髓炎等多种原因所致的骨缺损十分常见。当需替换关节或治疗骨断裂时，最理想的方式是通过组织再生功能实现骨的自身修复。然而在许多情形下，人体骨并不能实现自身修复。例如骨组织坏死、骨关节创伤等，此时外科医生会进行骨组织修复，而使用的修复材料通常有三类：自体骨、金属假体、人工骨。其中，自体骨满足骨传导、骨诱导性，且无免疫排斥反应，但是会因为取骨造成二次创伤，导致感染风险以及系列并发症；金属假体存在松动、断裂等问题。因此，人工骨替代材料移植、修复骨缺损成为医学研究的重点。

2、人工骨的历史

人工骨一开始是作为义肢材料设计的，可以替代自体骨移植材料来治疗患者。起初的人工骨是由金属和固体陶瓷制成的，为的是增强强度，但是材料的刚度使人工骨难以混入骨组织中，并且无法在儿童中长期使用。

1971年人们发现海珊瑚具有与人骨相类似的孔隙结构，开始应用原始珊瑚碳酸钙作为植骨材料，但是珊瑚骨质地脆、吸收快，在骨缺损处只具有支架和骨引导作用，而无骨诱导能力。单纯珊瑚植入机体后有一定的体积丧失，对于较大的骨质缺损，仅用珊瑚难以达到完全修复。

1986年，研究学者制造出了与天然骨骼类似的材料羟基磷灰石（羟基化磷酸钙）制成的人造骨骼以及由可被组织自然吸收和替代的磷酸三钙制成的人造骨骼，这两种人工骨的出现，刺激了人工骨材料的高速发展。但是，由于这些材料仍然太硬，无法加工和调整以用于移植。所以各研究学者纷纷在此基础上进行改良和研究。

由于无机材料不易被吸收，尤其是经高温灼烧的无机材料，植入后与周围组织的界面长期存在；而有机材料虽然诱导成骨性能较好，但植入早期缺乏足够的力学强度，且提取量较少；所以人工骨的研究方向越来越向复合材料发展，复合材料既有无机材料也有有机材料，使人工骨能够体现两者的优点。

3、人工骨材料分类

人工骨材料多为骨传导材料或复合骨诱导因子材料，临床应用较多的有以下几类：1、具备骨传导性的材料，能够提供被动的多孔支架，支持或引导骨形成，代表材料有硫酸钙、陶瓷、磷酸钙水泥、胶原、生物活性玻璃、合成聚合物。2、具备骨诱导性的材料，能够提供干细胞分化为成骨细胞，代表材料有脱钙骨基质、骨形态发生蛋白、生长因子、基因治疗。3、具备复合特性的材料，既可以提供被动的多孔支架，同时也能够促进骨的形成，通常将生长因子或基质细胞与多孔的无机材料结合起来使用，打造出三维支架，从而在提供有效力学强度的同时促进骨组织的生长与愈合，代表材料有可发育生物陶瓷仿生人工骨、羟基磷灰石类活性人工骨材料等、胶原蛋白类结合无机材料人工骨等。