新型透钙磷石骨水泥进展，助力椎体健！

近日，苏州大学骨科研究所苏州大学李斌、陈嵩团队成功研制新型透钙磷石骨水泥。团队以β-磷酸三钙(β-TCP)、一水合磷酸二氢钙(MCPM)为固相，采用柠檬酸铁铵 (AFC) 溶液为液相，制备了平均抗压强度 60 MPa 以上的骨水泥，在体内外实验中均表现良好的可注射性、高强度、可降解、生物相容性与促骨再生能力。团队具有《一种透钙磷石骨水泥及其制备方法和应用》以及《一种仿生酸性非晶磷酸钙铁纳米颗粒及其制备方法和应用》是两项独有技术，相关论文发表在英国皇家学会期刊Biomaterials Science上，具有完全自主知识产权。
 
骨质疏松症在我国老年人群中属于多发病，其中骨质疏松性骨折是骨质疏松最常见的并发症，多见于胸腰椎压缩性骨折。它可导致患者慢性背疼、活动受限，严重的可导致残疾甚至是死亡。
随着我国老年人口的增加，越来越多的人正经受着骨质疏松性椎体压缩性骨折的折磨。国家卫生健康委发布的中国骨质疏松症流行病学调查结果表明，我国骨质疏松症的发生率约为6.6％，总患病人数居世界之首；男女患病率之比约为1:(2～3)。我国每年大约有700000例与骨质疏松相关的椎体骨折，且受累的女性多于男性，年龄超过50岁的女性骨质疏松性骨折发生率为百分之三十，年龄超过60岁的女性脊椎骨折发生率是男性的两倍。
目前，针对骨质疏松性椎体压缩性骨折的治疗方法主要包括生物愈合（非手术治疗）、传统手术治疗和微创手术（椎体强化治疗）。当骨缺损直径超过 5 厘米时被称为超临界尺寸骨缺损，该尺寸下的骨缺损无法通过自身能力来实现完全修复，临床常常采用自体骨移植、异种骨移植等方式进行超临界尺寸骨缺损修复，然而以上方式存在供体不足、疾病传播、免疫排斥等缺点而严重受到限制。因此，人工骨移植是治疗超临界骨缺损的重要途径，其中椎体强化治疗因其能够快速缓解疼痛并恢复椎体的强度和刚度而受到广泛关注。
椎体强化治疗手术中，骨水泥起着至关重要的作用，但传统骨水泥与自体骨组织相比存在许多不足。现有磷酸钙产品在成分上与骨最为相似，但磷酸钙产品均面临一个力学强度较低的难题。目前有最可能应用于临床的磷酸钙产品是羟基磷灰石骨水泥，但其降解性能较差，几乎无法降解，从而导致新生骨无法长入。
为解决此问题，苏州大学骨科研究所苏州大学李斌、陈嵩团队成功研制新型透钙磷石骨水泥。团队以 β-磷酸三钙 (β-TCP)、一水合磷酸二氢钙 (MCPM) 为固相，创新性地采用柠檬酸铁铵 (AFC) 溶液为液相，制备了平均抗压强度 60 MPa 以上的骨水泥。新型透钙磷石骨水泥具有与人体天然骨基质高度相似的胶原/透钙磷石有序排列微观结构，其材料的制备工艺也模拟了人体天然骨矿化的过程，达到了成分、结构、制备工艺的多重仿生，弥补了磷酸钙骨水泥力学强度较低的难题，并且属于可降解骨水泥，随着水泥降解新生骨也会随之长入，解决了磷酸钙骨水泥面临新骨无法长入的难题。此外，与临床目前使用的PMMA 骨水泥相比，透钙磷石骨水泥生物相容性良好，并且水化后不会产生热量波动，拓宽了水泥的应用范围。透钙磷石骨水泥产品的研发、推广以及临床转化为临床治疗各种类型骨缺损提供了良好的思路。
 
相关论文信息：Ding L, Wang H, Li J, Liu D, Bai J, Yuan Z, Yang J, Bian L, Zhao X, Li B, Chen S. Preparation and characterizations of an injectable and biodegradable high-strength iron-bearing brushite cement for bone repair and vertebral augmentation applications. Biomater Sci. 2022 Dec 20;11(1):96-107. doi: 10.1039/d2bm01535h. Erratum in: Biomater Sci. 2023 Mar 28;11(7):2605. PMID: 36445030.