大型骨缺损
是
骨科和颅面外科
中
由创伤、恶性肿瘤、感染和先天性疾病引起
的
临床挑战。到目前为止，自体骨移植和同种异体骨移植仍然是治疗大面积骨缺损的优先选择，
然而
它们存在供应不足、供区发病率、免疫缺陷和可能的疾病传播和免疫反应等局限性。
因此，开发满足不同骨修复需求的生物材料作为骨移植材料变得非常重要。
磷酸钙骨水泥
(CPC)
自
20世纪80年代
开发以来，因其与自然骨的相似性而受到广泛关注。
CPC在固化后能够通过形成类羟基磷灰石矿物质与骨组织自发结合
，但
C
PC
常
由于黏附性差、力学性能不足以及缺乏成骨诱导性限制了其更广泛的应用。
透明质酸
(
HA)
是一种具有高亲水性、无毒、无免疫原性和良好生物相容性的天然线性糖胺聚糖。
透明质酸在体内植入后可调节骨髓间充质干细胞
(BMSCs)的分化，促进颅骨骨缺损的愈合。
将
H
A
加入到
钙磷酸盐水泥
中可以优化
C
PC
的理化特性并增强成骨能力。
中国科学院深圳先进技术研究院
潘浩波
研究员团队
将透明质酸
(HA)掺入由双相磷酸盐和柠檬酸固化液组成的骨水泥中
，实验结果表明：当
骨
水泥中加入
1%透明质酸(记为1-HA/CPC)时，HA/CPC的抗压强度显著提高。同时，透明质酸能明显促进体外hBMSCs(人骨髓间充质干细胞)ALP活性、成骨相关蛋白及mRNA表达，其中添加4%透明质酸(4-HA/ CPC)的HA/CPC水泥组对hBMSCs分化的促进效果最佳。植入大鼠胫骨缺损后，4-HA/ CPC组比纯CPC组和1HA/CPC组表现出更好的骨修复能力和骨生长促进因子。这种刺激HA/CPC的潜在生物学机制可能是由于透明质酸掺入导致成骨促进因子分泌和成骨基因表达增加。
此外，在
PBS中浸泡后，比传统的磷酸钙水泥具有更好的物理化学和生物性能。
这些结
果表明，透明质酸是一种备受期待的添加剂，可以改善
CPCs的物理化学性质和骨诱导性能，用于骨缺损的微创愈合。
HA/CPC
制备流程图及骨修复机理
相关研究内容以题为
”
Hyaluronic acid facilitates bone repair effects of calcium phosphate cement
by accelerating osteogenic expression
”
的论文发表在
2
1
年的《
Bioactive Materials
》上。
【
制备工艺
】
（1）
将
四磷酸钙
(
TTCP)和
无水磷酸二氢钙
(
DCPA)在行星球磨机中混合制得
双相磷酸钙粉体
。
（2）
将透明质酸粉体
溶解在柠檬酸溶液中制备
水泥液相
。
（3）
将一水酸
溶于去离子水中，加入
0.1M NaOH调节pH值，制得
柠檬酸溶液
(20%
,
w/v,pH=4)。搅拌10-20分钟后，在柠檬酸溶液中加入0%、1%和4% (w/v)的透明质酸。混合液连续搅拌后保存在4℃备用。将两相磷酸钙粉与液相在塑料碗中用杵搅拌约2min制备
糊状粘合剂
。
（4）
固相与液相的固定比例
(重量体积比)为2:1g/ml。将水泥浆填充到不同尺寸的聚四氟乙烯模具中，静置30min。取出水泥样，室温干燥24h备用。
表
1
. 透明质酸/磷酸钙胶结物的组成。
【
文章亮点
】
（1）
透明质酸
(HA)掺入量显著
提高水泥的平均可注射性
，从
CPC组的65.63±3.51%提高到
了
1-HA/ CPC组的83.68±4.36%。
随着
HA掺入率的增加，水泥的
初凝时间
由
CPC组的27.24±0.98 min
缩短
至
1HA/CPC组的23.64±0.76 min。
（2）
添加透明质酸后，
CPC的
水泥的抗冲蚀性能得到了很好的改善，
同时
水泥的抗压强度明显提高。
1-HA/CPC 显示出最高的抗压强度（分别为 18.87 ± 1.03 MPa 和 36.00 ± 1.97 MPa）
，
CPC 显示出最低的抗压强度值（分别为 13.23 ± 0.99 MPa 和 26.06 ± 1.64 MPa）。
（3）
人间充质干细胞
(hBMSCs)在所有水泥组的表面都显示出大量的板足和丝足，表明骨水泥组具有
合适的细胞相容性
，且
hBMSCs在样品表面的
ALP表达均为阳性
。
（4）
1-HA/CPC和4-HA/CPC组的RUNX-2和OPN
分泌量明显高于
CPC组，
将
HA加入CPC可以
促进
hBMSCs在所有培养时间点的
成骨相关基因的表达
。
（5）
植入后，
CPC的羟基磷灰石转化将促进蛋白质沉积，并进一步提
供生物界面，支持骨相关细胞的募集和骨基质的沉积
。
（6）
研究确定了添加
4%透明质酸的CPC（4-HA/CPC）
在体外细胞分化和体内骨修复能力方面表现出
最优的增强效果
。
图
1.
透明质酸
/磷酸钙胶结物在PBS中不同浸泡时间的表面形貌
