随着全球人口老龄化加剧，骨肿瘤、骨质疏松等骨骼疾病发病率持续攀升，相关骨缺损修复及治疗等广受关注。
记者4月30日从中国科学院金属研究所获悉，该所张兴团队联合多家企业及医疗机构，最近在生物活性骨修复材料领域取得以“骨复生”生物玻璃材料、磷酸三钙/胶原复合材料、仿生“螳螂虾”支架三项重要进展为代表的系列突破，研发相关产品已在全国超1000家医院应用或进入临床试验，为难愈性骨缺损治疗提供了全新解决方案。
张兴研究员表示，这一系列成果标志着中国骨修复材料研发正从“仿形”走向“仿生”、从“可修复”迈向“高效修复”，将为老龄化社会中复杂骨病治疗提供有力技术支撑。
“骨复生”材料已惠及千家医院
“骨复生”生物玻璃基骨修复材料由张兴团队联合湖北双星药业公司，开展产学研协同攻关研发成功。该材料通过精准调控组分比例与微观结构，不仅具备优异的骨传导性能和力学强度，并可释放生物活性离子以调控局部修复微环境，从而主动促进骨组织再生。
目前，“骨复生”已获得国家药品监督管理局III类医疗器械注册证，在全国超过1000家医疗机构开展临床应用，其适应证广泛涵盖创伤性骨缺损、骨肿瘤术后缺损及退行性骨病所致骨损伤。
复合人工骨材料临床表现优异
通过调控非晶金属离子团簇的组成及晶化速率，张兴团队实现医用级含镁磷酸三钙粉体的化学合成及宏量化制备，并有效攻克传统高温工艺中存在的粉体分散性差、晶相分布不均及量产难度高等关键技术瓶颈。
在此基础上，张兴团队与常州邦莱医疗科技公司合作，研制出磷酸三钙/胶原复合人工骨材料。该材料成分与天然骨基质相近，具备优异的可塑形性及复杂骨缺损填充能力，并能显著加速骨再生。
目前，该产品由中国人民解放军总医院牵头，在多家临床机构开展试验研究。临床反馈数据显示，磷酸三钙/胶原复合人工骨材料不仅表现出优异的骨融合性，更能显著加速骨再生进程，有望为复杂骨缺损、骨肿瘤术后重建及骨不连等难愈性骨病提供全新疗法。
仿生“螳螂虾”支架强韧兼具
受螳螂虾附肢“马鞍”状梯度结构启发，张兴团队以锌掺杂非晶磷酸钙团簇为核心功能单元，通过多级组装技术构建出集“结构—成分—功能”三位一体的锌掺杂非晶磷酸钙/几丁质复合骨修复支架。
该支架外层高矿化以保障力学支撑，内层富含有机质适配骨生长微环境。其弯曲强度达160兆帕，通过裂纹扩展、纤维撕裂等多重耗能机制，有效解决了传统骨修复材料“脆而不韧”的痛点。
此外，仿生“螳螂虾”支架在体内降解时可持续释放钙、锌离子，协同促进成骨细胞活化与血管内皮增殖，实现成骨与血管化的高效耦合。动物实验结果显示，植入6个月后新生骨体积分数达68.39%，为大尺寸骨缺损修复提供了创新策略。
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