珊瑚人工骨材料的结构与性能研究
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珊瑚(本文指石珊瑚而非软珊瑚)为海洋内腔肠动物珊瑚虫分泌的外骨骼沉积而成，其壳体主要成分为碳酸钙，含量高达95%，它还含有生命不可缺少的许多微量元素，如P、Mn、Zn、Fe、K、Na、Mg、sr、u等，以及维生素(A、B、c、E、F)及糖类(葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖等)，其中微量元素的含量与环境中元素含量以及海表温度有一定关系，如温度升高，则珊瑚中Mg/Ca、Sr/Ca、U/Ca值下降。人体骨中的无机成分也有约10%是碳酸钙，因此与羟基磷灰石一样，人们预期珊瑚具有很好的生物相容性。事实上，由于其良好的生物相容性、机械性能好，以及有适当的降解性能，在人工骨材料方面得到了应用。
1 珊瑚的结构与性能
珊瑚分天然珊瑚以及天然珊瑚改性产物。天然珊瑚为一种多孔结构体，其主要成分碳酸钙为无定形结构，孔率介于30%～60%之间，孔径在100到几百微米之间。由于含有其它元素及有机物，它与纯碳酸钙有很大不同：将珊瑚粉碎后溶于水，而纯碳酸钙却不能；另外由于其特殊结构，在孔隙率很大的情况下能保持一定的强度。典型珊瑚的机械性能参数为抗压强度18.6±2.0MPa、抗拉强度为0.8±0.1MPa、弹性模量为49.7±2.9GPa、泊松比为0.38±0.02，作为人工骨材料其强度明显不足，弹性模量比人骨高。珊瑚的处理主要采用超声法和化学法去除有机质，并在高压灭菌器消毒即可使用。珊瑚一些物理性质如表1所示，材料的孔隙率在60%时仍具有一定的机械强度，在无机非金属合成材料中很少见，这是自然界巧夺天工的结果。
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用L929小鼠成纤维细胞培养，按细胞增殖度和形态观察法测试.发现珊瑚的细胞相容性良好，即培养期细胞大量增殖、形态良好、贴壁生长、毒性评度为O～1级，但由于含有重金属离子使其溶血率较高。
通过孔径为150～250微米的珊瑚植入颌面骨缺损患者后检测患者血清中免疫球蛋白、补体成分和循环免疫复合物水平，结果表明，植入前后各项检测指标均无显著性差异，这证明珊瑚没有改变机体正常的免疫状况，具有良好的生物相容性和骨亲和性；同时其微孔结构有利于骨组织的长人和替代，表明有一定的骨传导作用。
利用珊瑚的结构特性，将碳酸钙中的碳酸根换成磷酸根，则得到珊瑚羟基磷灰石，基本过程为珊瑚在高温、高压下与磷酸长时间反应，得到珊瑚孔结构保持完好的珊瑚羟基磷灰石，该材料除保持珊瑚的孔结构外，还提高了珊瑚的硬度(一般莫氏硬度为5，而珊瑚一般为3～4)，而羟基磷灰石是骨组织的主要无机成分，与骨组织的相容性更好。因此预期改性后材料的医学效果更优越。
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初步研究表明：珊瑚中的CaCo3在体内可离解成Ca2+、HCO3-，其中HCO3-可参与体液的HCO3-CO2缓冲体系，而Ca2则可参与植入体表面的钙、磷离子交换，促进新骨的形成。珊瑚的降解主要是破骨细胞的吞噬作用，以及碳酸酐酶(CA)对珊瑚的吸收作用。CA存在于破骨细胞中，参与如下催化可逆反应：CO2+H2O=HCO3-+H+
这一点可通过抑制CA的活性而显著减慢珊瑚的降解速度来证明。
2 珊瑚的医学应用
珊瑚可用于口腔颌面部整形，如唇腭裂患者，珊瑚植入鼻翼基部，恢复犁状孔，以获得对称的鼻翼。鼻畸形患者，鼻小柱内植入珊瑚，以提起鼻尖。珊瑚粉末与抗菌素膏混合后植入牙周以修复骨缺损。用于颅脑手术，如颅骨创伤后畸形患者，珊瑚植入之后恢复形态。还有报道用珊瑚修复额骨作为自体骨移植供区骨缺损区。
珊瑚的生物相容性表现在它的多孔结构更有利于组织的长入，如孔径为200微米、孔率为53%、莫氏硬度为5的珊瑚用于颈椎外科，通过与自体骨移植试验对比发现：珊瑚人工骨组的拔出强度为52.04N/cm，而自体骨移植组为3488N/cm、正常骨为61.1N/cm，即珊瑚人工骨性能优于自体骨移植。
珊瑚粉可用于根管充填。治疗组为珊瑚充填，对照组为常规合金封漏，试验结果见表2，证明珊瑚粉的有效性。
珊瑚还用于颅骨盖髓术中、颧弓骨折、人工全髋关节缺损、人工股骨头、人工骨义眼台等。珊瑚的另一个用途是作为人体补钙剂，用于老幼骨质疏松等缺钙病变的治疗和预防。, 百拇医药(李云胜 唐中英)