科普UP丨生活辛辛苦苦，“小骨”缝缝补补
在骨科治疗中，骨缺损修复是一项重要的挑战。无论是由于骨折、骨质疏松、肿瘤切除，还是骨关节置换手术，如何让患者的骨骼重新修复并稳定支撑起来，都是医生和科研人员关注的重点。
骨水泥和人工骨材料作为生物医药领域两类重要的骨修复材料，在临床上发挥了巨大作用。今天，我们就像看“药物说明书”一样，来认识认识它们的应用与优势。
01 骨水泥：骨科“胶水”
什么是骨水泥？
骨水泥（Bone Cement）是一种丙烯酸树脂材料，其主要成分是聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。它最初用于牙科修复，后来发展成为骨科领域的重要材料，主要用于关节置换、骨折固定和脊柱手术等。这种材料从发明开始使用至今已有近70年，单从材料成分来看，和我们日常所看见的亚克力玻璃其实是一样的！
骨水泥分子
亚克力玻璃
骨水泥的作用？
骨水泥本身并不具备骨传导或骨诱导性，它的作用主要是：
固定假体：在人工关节置换手术中，骨水泥用于填充假体与骨组织之间的间隙，使假体牢固地粘附在骨骼上，提高稳定性。
增强骨折固定：在脊柱成形术（如椎体成形术、后凸成形术）中，骨水泥被注入椎体内，增强骨质疏松患者的骨骼强度，减少疼痛。
骨水泥的优缺点？
优点：
- 术后短时间内提供稳定性；
- 操作相对简单，适用于各种骨缺损修复；
- 与现有的手术技术高度兼容。
- 本身没有骨传导或骨诱导性，无法真正促进骨组织生长；
- 在固化过程中会释放热量，可能对周围组织产生影响；
- 长期使用可能会出现松动或断裂，需要二次修复。
02 人工骨材料：促进骨再生的“种子”
什么是人工骨材料？
人工骨材料是一类能够替代或促进骨组织再生的生物材料，包括羟基磷灰石、β-磷酸三钙、半水硫酸钙、生物玻璃、可吸收高分子材料等。与骨水泥不同的是，这类材料可以逐步被人体吸收，并促进新骨的形成。
人工骨材料的应用？
骨缺损填充：在骨肿瘤切除后或严重骨折修复时，人工骨材料可用于填补缺损部位，提供骨支架。
牙科与颌面外科：在种植牙和颌骨修复中，人工骨材料可以促进骨组织的再生，提高种植成功率。
骨折修复与脊柱融合：人工骨替代传统植骨手术，减少取自患者自身骨组织的需求，降低二次手术的痛苦。
人工骨材料的应用？
- 骨传导性：为新骨生长提供支架
- 部分材料具备骨诱导性：如添加了生长因子或具有特殊微结构的人工骨，可以诱导骨细胞增殖；
- 可降解吸收：部分材料随着时间推移逐渐被新骨组织替代，无需二次手术；
- 作为药物缓释载体，广泛应用于治疗感染性骨病。能够有效减少术后感染的复发率，尤其在骨髓炎和假体感染的治疗中显示了良好的临床效果。
但人工骨材料也存在一些局限性，例如力学性能可能低于天然骨，且不同材料的降解速度需要与骨再生速率相匹配，否则可能影响修复效果。
03 骨水泥和人工骨材料的使用方式
无论是骨水泥还是人工骨材料，它们在使用前通常都是粉末和液体分开的两部分，需要在手术过程中进行混合，使其达到适合植入的状态。
一. 混合过程与物理状态变化
骨水泥和部分人工骨材料的混合过程一般经历以下几个阶段：
液体与粉末混合（流体阶段）：最初，粉末（如磷酸钙或PMMA粉末）与特定的液体（如单体液或生理盐水）混合，此时呈现流动性较好的状态。
牙膏状（可塑阶段）：混合后短时间内，材料逐渐变稠，类似牙膏或面团，具有一定可塑性，此时医生可以手工塑形或通过工具填充到缺损部位。
硬化（固化阶段）：骨水泥在体温环境下逐渐固化，而部分人工骨材料则需要一段时间才能与人体组织发生生物化学反应，最终形成坚固的骨样结构。
使用过程中的状态变化
二. 植入方法
不同的手术方式决定了材料的植入方式，主要有以下几种：
注射方式：对于骨水泥和部分流动性较好的人工骨材料，可以使用注射器或导管直接注入，如椎体成形术中，骨水泥通过细针注射进入椎体内部。
填充方式：对于呈膏状或粉末状的人工骨材料，医生通常会手工填充到骨缺损部位，或借助3D打印技术制造出符合缺损形状的植入物。
涂层方式：在关节置换手术中，骨水泥可以作为粘合剂，涂抹在假体表面，以增强植入物与骨骼的结合。
临床使用到的工具
注射植入效果图
三. 植入后的生物相容性与稳定性
骨水泥在植入后短时间内可以提供机械支撑，但由于其不具备骨传导性，周围的骨组织不会主动长入其中。
人工骨材料在植入后，部分材料可逐渐被降解，同时诱导新骨生长，使修复部位逐步恢复为生物活性骨组织。
央视记者对人工骨材料的亲身体验→
视频来源：央视频
骨水泥和人工骨材料虽然在骨修复中的作用不同，但它们共同推动了骨科治疗的发展。骨水泥更像是“稳固者”，提供即时的支撑，而人工骨材料则更像“再生者”，促进新骨组织的生长。未来，随着材料技术的不断突破，我们有望看到更安全、高效的骨修复方案，帮助更多患者恢复健康。
松山湖材料实验室人工骨材料团队依托核心技术孵化的中科硅骨（东莞）医疗器械有限公司，继通过2024年国家高新技术企业认定后，开发的可吸收人工骨产品于2025年初顺利取得国家药品监督管理局批准的三类医疗器械注册证（国械注准20253130045）。该产品属国内首创，已经实现百公斤级生产规模量产，配方工艺稳定，质量可控，不仅可制成橡皮泥软材填充，还可以微创注射使用，拥有巨大的市场应用前景，上市后将打破进口垄断，更好地满足中国医疗市场需求。
松山湖材料实验室人工骨材料团队产业化公司产品取得国家医疗器械注册证
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