可降解金属基多功能支架在骨组织工程领域的应用 │ Medcomm-Biomater Appl.

近些年，主要是由于全球人口老龄化和生活方式因素（包括饮食、医美等）的变化，骨科疾病的发病率显著增加。这些疾病涵盖广泛的肌肉骨骼疾病，从骨关节炎等退行性关节疾病到外伤，且疾病年轻化日益严重。目前治疗骨缺损疾病的方法涉及一系列策略，例如自体移植（使用患者自身骨骼）、同种异体移植（供体骨骼）、合成骨移植和组织工程等。这些治疗旨在促进骨骼再生、恢复结构稳定性并减轻不适。再生医学的新兴技术，如金属基可降解支架和新兴多功能复合材料，有望增强骨缺损的治疗，为改善愈合和健康恢复提供有力支撑。

基于此，河南科技大学贺剑老师团队和中国农科院茶叶研究所张相春老师团队，以“Research progress in degradable metal-based multifunctional scaffolds for bone tissue engineering”为题在 Wiley 发行的 MedComm – Biomaterials and Applications 发表综述，首次全面总结了可降解金属基多功能支架在骨科疾病中的功能研究和应用进展（如图1），讨论了可降解金属基多功能支架在骨组织工程领域的最新应用与发展，展望了可降解金属基多功能支架进一步的研究方向和在临床/基础研究中的应用前景。

点击此处即可免费获取论文原文

点击此处即可免费获取论文原文

河南科技大学基础医学与法医学院贺剑和阜阳肿瘤医院李坤为文章共同第一作者，河南科技大学李三强教授和中国农科院茶叶研究所副研究员张相春为文章共同通讯作者。

图1 不同类型的可降解金属基骨组织工程支架的临床应用

金属基可降解支架可分为两类：金属基支架与掺杂金属元素的多功能支架。在前者中，支架的主要成分是不同金属组合的合金，而在后者中，金属元素以不同的装载方式耦合在支架中。可降解金属支架主要由铁基、锌基和镁基合金等组成，而掺杂金属元素的多功能支架则将不同聚集形式的金属元素均匀分散到可降解聚合物中或支架表面。与金属基支架相比，掺杂金属元素的多功能支架具有多种优势，包括但不限于金属离子的可控释放、多功能性和更快的降解能力。

人体骨骼内的大多数金属元素以复合物的形式存在，传递或参与传递生物体所必需的各种物质。这些金属元素通过成骨、骨诱导和骨传导的形式促进新骨再生。由于骨缺损再生微环境的复杂性，单一材料构建的支架性能必须得到改善。在用于支架制造的不同生物材料研究中，可降解聚合物和无机材料的组合应用潜力巨大。这种复合材料具有优异的强度、足够的生物降解性和生物相容性。此外，支架生物材料还可以添加金属元素，以受控的方式释放金属离子，避免大量金属离子可能引起的生物毒性。进一步将涂层、药物装载、梯度结构设计、微观形态和免疫调节等策略结合起来，赋予支架多功能性。

图2 掺杂金属元素的多功能支架促进骨修复

综上所述，本综述介绍了可降解金属基多功能支架，详细分类概述了掺杂不同金属元素的多功能支架在生物医学研究中的应用、发展与局限性，为后续的深入研究提供了一定参考。

作者：贺剑

期刊介绍

MedComm – Biomaterials and Applications由Wiley发行出版，是一本经同行评审的、多学科的、在线开发获取的医学期刊。主编由伦敦大学学院Mohan Edirisinghe教授（英国皇家工程院院士，欧洲科学院院士），四川大学生物治疗国家重点实验室钱志勇教授以及美国北达科他大学吴敏教授担任。

期刊专注于利用新型生物材料解决医学科学难题，打造未来医学-材料的权威学术交流平台，致力于发表材料科学与医学交叉学科具有原创性和前沿性的重要研究成果，包括生物材料在临床、基础和转化研究中的发展，生物技术和纳米技术在疾病诊断和治疗中的应用，生物医用材料对人体的生物学反应等。