醫(yī)用骨水泥材料具有可塑型性，即使在復(fù)雜幾何形狀的骨缺陷中，也可確保與植入部位完美配合，實(shí)現(xiàn)良好的骨-材料接觸。這種材料通過注射方式植入，有利于微創(chuàng)外科手術(shù)的實(shí)施。因此，醫(yī)用骨水泥材料在諸如經(jīng)皮穿刺椎體成形術(shù)、關(guān)節(jié)置換術(shù)等骨外科手術(shù)中有重要應(yīng)用，而骨水泥強(qiáng)度是其應(yīng)用中的一個關(guān)鍵指標(biāo)。

　　湖南科技大學(xué)和中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所的研究者合作，選取具有高強(qiáng)快凝特點(diǎn)的新型骨水泥“磷酸鎂骨水泥”作為基體材料，在其中引入具有成骨/成血管活性的硅酸鈣生物陶瓷顆粒，形成了磷酸鎂/硅酸鈣復(fù)合骨水泥體系。他們通過研究硅酸鈣生物陶瓷顆粒含量對復(fù)合骨水泥抗壓強(qiáng)度、模量等力學(xué)性能的影響，確定了硅酸鈣生物陶瓷顆粒的適宜摻雜范圍，并在加入硅酸鈣生物陶瓷顆粒時，獲得了抗壓強(qiáng)度高達(dá)112 MPa的復(fù)合骨水泥。

　　據(jù)介紹，該強(qiáng)度值遠(yuǎn)高于目前研究及臨床應(yīng)用中的無機(jī)骨水泥強(qiáng)度，與有機(jī)骨水泥PMMA強(qiáng)度的上限值相當(dāng)，有望用于人體承重部位的骨修復(fù)。

　　該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步深入分析了復(fù)合骨水泥水化產(chǎn)物及硅酸鈣生物陶瓷顆粒與磷酸鎂骨水泥基體的結(jié)合形式對復(fù)合骨水泥強(qiáng)度的影響，分析了硅酸鈣生物陶瓷顆粒對復(fù)合骨水泥的增強(qiáng)機(jī)理，并解釋了不同含量硅酸鈣生物陶瓷顆粒呈現(xiàn)出不同力學(xué)性能的原因。此外，研究還對液粉比、緩凝劑含量等對復(fù)合骨水泥力學(xué)性能的影響進(jìn)行了研究及機(jī)制分析。

　　骨水泥材料在具備合適的機(jī)械強(qiáng)度的同時，還應(yīng)具有生物相容性和生物活性，以滿足骨修復(fù)功能。對復(fù)合骨水泥的體外降解、礦化和細(xì)胞增殖情況研究結(jié)果表明，復(fù)合骨水泥具有良好的體外生物相容性和生物活性，為進(jìn)一步向臨床研究推進(jìn)奠定了基礎(chǔ)。

　　近期，相關(guān)成果發(fā)表在Composites Part B上。湖南科技大學(xué)博士劉文娟和中科院上海硅酸鹽研究所副研究員郇志廣為論文共同第一作者，湖南科技大學(xué)教授周智華和中科院上海硅酸鹽研究所研究員常江為共同通訊作者。(來源：中國科學(xué)報 王昊昊)