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颅骨穹窿（CV）骨缺损修复困难，Sumy State University 研究人员对比 Alg_HA 和 CS_DCPD 两种复合材料修复大鼠顶骨缺损的再生潜能。结果显示两种材料生物相容性良好，Alg_HA 促进骨组织形成和成熟更快，为颅骨修复提供新方向。
在人体的骨骼系统中，颅骨起着至关重要的保护作用，守护着大脑这一人体的 “指挥中心”。然而，现实中因各种原因，如外伤、肿瘤、先天发育异常等，颅骨出现缺损的情况并不少见。颅骨缺损不仅影响美观，更严重威胁大脑的安全，给患者的生活和健康带来极大困扰。传统的自体骨移植虽被视为 “金标准”，但面临着诸多难题，比如需要额外手术获取骨源，而且自体骨的数量有限，难以满足所有患者的需求。因此，开发理想的人工骨修复材料成为医学领域亟待解决的重要问题。
在这样的背景下，Sumy State University 的研究人员开展了一项具有重要意义的研究。他们致力于探究生物聚合物 - 磷酸钙成骨复合材料在修复颅骨缺损方面的潜力，期望能找到更有效的颅骨修复方案。研究成果发表在《Biomaterials and Biosystems》上。
为了实现研究目标，研究人员运用了多种关键技术方法。在材料制备方面，精心合成了 Alg_HA（经纳米结构羟基磷灰石（HA）和 Zn2+离子改性的海藻酸盐（Alg）基质）和 CS_DCPD（负载纳米颗粒（NPs）透钙磷石（二水合磷酸氢钙，DCPD）的壳聚糖（CS）基质）两种复合材料。在实验过程中，利用光镜和扫描电镜（SEM）对植入部位的组织学切片和骨再生的细胞结构进行研究；通过测量样品在磷酸盐缓冲盐水（PBS）中的重量变化来量化材料的溶胀度（SW）；运用四探针法测定材料的电导率（EC） 。同时，他们还进行了体内大鼠模型实验，以评估材料在实际生理环境中的性能。
研究结果主要通过以下几个方面呈现：
- 材料特性：Alg_HA 和 CS_DCPD 在结构和成分上存在差异。Alg_HA 是由直径 1 - 2mm 的珠子构成的纳米结构聚合物 - 磷灰石 3D 支架，其 HA 含量为 68.9 ± 0.85%，Ca/P 比为 1.6，孔隙率为 24%；CS_DCPD 则是由尺寸在 0.3 - 1.5mm 的不规则形状颗粒组成，DCPD 含量为 23.7 ± 0.95%，Ca/P 比为 1.0，孔隙率为 11%。交联处理后，两种材料在 PBS 中能保持较长时间的形状稳定性，且溶胀度降低。另外，两种材料的电导率相近，这主要受结构中 PBS 溶液的影响。
- 体内实验 - 90 天结果：在对照组大鼠中，顶骨缺损区域在 90 天时主要被结缔组织和网状纤维骨组织填充，结缔组织占据大部分缺损区域（69.86 ± 2.01%），骨小梁仅分布在缺损周边（30.14 ± 2.01%） 。植入 Alg_HA 的大鼠，其缺损区域的 Alg_HA 支架主要整合到再生的网状纤维骨组织（40.17 ± 1.77%）和少量成熟板层骨组织（14.67 ± 1.62%）中，同时 Alg_HA 材料自身也发生碎片化。植入 CS_DCPD 的大鼠，缺损区域存在网状纤维骨组织（30.22 ± 1.31%）、板层骨组织（11.06 ± 1.3%）以及大量结缔组织（44.74 ± 1.69%），CS_DCPD 支架小碎片整合在结缔组织中。
- 体内实验 - 140 天结果：到实验第 140 天，对照组大鼠的骨组织再生活动增强，新形成的骨组织主要为网状纤维结构（35.77 ± 1.55 %）和板层结构（9.6 ± 1.41 %），但结缔组织仍然占据较大面积（54.62 ± 1.76 %）。Alg_HA 组大鼠的板层骨组织（42.8 ± 2.15 %）主要分布在缺损周边，数量是对照组的 4.45 倍，且 Alg_HA 材料残留量减少。CS_DCPD 组大鼠的板层骨组织（28.5 ± 1.48%）和网状纤维骨组织（22.64 ± 2.96%）均有增加，板层骨组织数量是对照组的 2.96 倍，但比 Alg_HA 组少。
综合研究结果与讨论，研究人员发现 HA 和 DCPD 能很好地模拟骨组织的矿物质成分，与 Alg、CS 等生物相容性基质结合，可在植入后为骨组织再生提供有利条件。材料的降解受其成分和结构影响，Alg_HA 主要因无机成分溶解而降解，CS_DCPD 则主要是有机成分被酶解。两种材料都表现出良好的生物相容性，植入后无毒性和炎症反应。在修复顶骨缺损方面，Alg_HA 展现出更优的效果，能促进骨组织更快地形成和成熟。这一研究成果为颅骨缺损修复提供了新的材料选择和理论依据，有望推动临床颅骨修复技术的发展，为广大颅骨缺损患者带来新的希望 。不过，目前实验中骨缺损区域并未完全被与母体骨组织结构完全一致的板层骨组织封闭，后续还需要进一步研究改进，以实现更完美的颅骨修复效果。
