磷酸镁骨水泥及其复合物在骨缺损修复中的研究进展.pdf

中国医疗美容第14卷 第3期（总第127期）2024年3月中国医疗美容第14卷 第3期（总第127期）2024年3月中国医疗美容中国医疗美容第14卷 第3期（总第127期）2024第14卷 第3期（总第127期）2024年3月年3月China Medical Cosmetology China Medical Cosmetology Vol.14 No.3(Total No.127Vol.14 No.3(Total No.127)MarMar.20242024China Medical Cosmetology China Medical Cosmetology Vol.14 No.3(Total No.127Vol.14 No.3(Total No.127)MarMar.20242024cytocompatibility and biocompatibility of a 3D-printed osteoconductive composite scaffold functionalized with quaternized chitosanJ Acta Biomater,2016,46:112-128.DOI:10.1016/j.actbio.2016.09.035.38 Tabakoglu S,Kobuk D,Sajkiewicz P Multifluid electrospinning for multi-drug delivery systems:pros and cons,challenges,and future directionsJ Biomater Sci,2022,11(1):37-61.DOI:10.1039/d2bm01513g.39 Li H,Wang M,18-Electrospinning and nanofibrous structures for biomedical applications,in Bioceramics,Osaka A,Narayan R,Editors.2021,Elsevier.p.401-436.40 Atila D,Hasirci V,Tezcaner A Coaxial electrospinning of composite mats comprised of core/shell poly(methyl methacrylate)/silk fibroin fibers for tissue engineering applicationsJ J Mech Behav Biomed Mater,2022,128:105105.DOI:10.1016/j.jmbbm.2022.105105.41Baykara T,Taylan G Coaxial electrospinning of PVA/Nigella seed oil nanofibers:Processing and morphological characterizationJ Materials Science and Engineering:B,2021,265:115012.DOI:10.1016/j.mseb.2020.115012.42 Peng W,Ren S,Zhang Y,et al.MgO Nanoparticles-Incorporated PCL/Gelatin-Derived Coaxial Electrospinning Nanocellulose Membranes for Periodontal Tissue RegenerationJ Front Bioeng Biotechnol,2021,9:668428.DOI:10.3389/fbioe.2021.668428.43 Gupta T,Ghosh S B,Bandyopadhyay-Ghosh S,et al.Is it possible to 3D bioprint load-bearing bone implants?A critical reviewJ Biofabrication,2023,15(4).DOI:10.1088/1758-5090/acf6e1.综 述磷酸镁骨水泥及其复合物在骨缺损修复中的研究进展磷酸镁骨水泥及其复合物在骨缺损修复中的研究进展陈 洁，徐 凌陈 洁，徐 凌（重庆医科大学附属口腔医院，口腔疾病与生物医学重庆市重点实验室，重庆市高校市级口腔生物医学工程重点实验室，重庆，（重庆医科大学附属口腔医院，口腔疾病与生物医学重庆市重点实验室，重庆市高校市级口腔生物医学工程重点实验室，重庆，401147）401147）【摘【摘 要】要】在现代外科中，用于骨修复的生物可降解骨移植材料引起了人们极大的兴趣。继磷酸钙骨水泥（CPC）之后，磷在现代外科中，用于骨修复的生物可降解骨移植材料引起了人们极大的兴趣。继磷酸钙骨水泥（CPC）之后，磷酸镁骨水泥（MPC）因其具备良好的理化性能、生物相容性、骨诱导性以及本征抗菌性，已日益成为一种极具发展前景的新酸镁骨水泥（MPC）因其具备良好的理化性能、生物相容性、骨诱导性以及本征抗菌性，已日益成为一种极具发展前景的新型骨替代材料。此文的目的是介绍 MPC 及其复合物的特性和最新应用研究，重点关注 MPC 的理化和生物学性能、近年来文型骨替代材料。此文的目的是介绍 MPC 及其复合物的特性和最新应用研究，重点关注 MPC 的理化和生物学性能、近年来文献中描述的针对不同临床目的而制备的 MPC 复合物以及在体内外实验中的最新进展。这将有助于展示 MPC 作为一种新型骨献中描述的针对不同临床目的而制备的 MPC 复合物以及在体内外实验中的最新进展。这将有助于展示 MPC 作为一种新型骨替代材料在实际应用中取得的重要成果，并对该种骨修复材料的临床应用前景进行了展望。替代材料在实际应用中取得的重要成果，并对该种骨修复材料的临床应用前景进行了展望。【关键词】【关键词】磷酸镁；骨水泥；生物相容性；骨诱导性；抗菌性磷酸镁；骨水泥；生物相容性；骨诱导性；抗菌性DOI:DOI:10.19593/j.issn.2095-0721.2024.03.02810.19593/j.issn.2095-0721.2024.03.028Progress of magnesium phosphate bone cement and its complexes in the repair of bone defects Progress of magnesium phosphate bone cement and its complexes in the repair of bone defects CHEN Jie,XU LingCHEN Jie,XU Ling(Stemmatological Hospital of Chongqing Medical University,Chongqing Key Laboratory of Oral Diseases and Biomedical Sciences,(Stemmatological Hospital of Chongqing Medical University,Chongqing Key Laboratory of Oral Diseases and Biomedical Sciences,Chongqing Municipal Key Laboratory of Oral Biomedical Engineering of Higher Education,Chongqing City,401147,China)Chongqing Municipal Key Laboratory of Oral Biomedical Engineering of Higher Education,Chongqing City,401147,China)ABSTRACTABSTRACT Biodegradable bone graft materials for bone repair have attracted great interest in modern surgery.After calcium Biodegradable bone graft materials for bone repair have attracted great interest in modern surgery.After calcium phosphate bone cement(CPC),magnesium phosphate bone cement(MPC)has increasingly become a promising new bone substitute phosphate bone cement(CPC),magnesium phosphate bone cement(MPC)has increasingly become a promising new bone substitute material due to its favorable physicochemical properties,biocompatibility,osteoinductivity,and intrinsic antibacterial property.material due to its favorable physicochemical properties,biocompatibility,osteoinductivity,and intrinsic antibacterial property.The purpose of this paper is to introduce the properties and latest applied research of MPC and its complexes,with a focus on the The purpose of this paper is to introduce the properties and latest applied research of MPC and its complexes,with a focus on the physicochemical and biological properties of MPC,the novel MPC complexes prepared for different clinical purposes described in the physicochemical and biological properties of MPC,the novel MPC complexes prepared for different clinical purposes described in the literature in recent years,and the latest advances in in vitro and in vivo experiments.This will help to demonstrate the promising results literature in recent years,and the latest advances in in vitro and in vivo experiments.This will help to demonstrate the promising results of MPC as a novel bone substitute material in practical applications,and the clinical application prospect of the bone repair material of MPC as a novel bone substitute material in practical applications,and the clinical application prospect of the bone repair material was also prospected.was also prospected.KEY WORDSKEY WORDS Magnesium phosphate;Bone cement;BiocoMPatibility;Osteoinductivity;Antimicrobial properties Magnesium phosphate;Bone cement;BiocoMPatibility;Osteoinductivity;Antimicrobial properties因外伤、感染等导致的骨质缺损是一种常见的骨因外伤、感染等导致的骨质缺损是一种常见的骨科临床病损，对于临界值大小的骨缺损（科临床病损，对于临界值大小的骨缺损（CSDCSD），机），机体通常不能通过自我修复达到完全愈合，目前临床上体通常不能通过自我修复达到完全愈合，目前临床上常用的骨修复方法主要有自体骨移植，异体骨移植，常用的骨修复方法主要有自体骨移植，异体骨移植，人工骨及复合材料三类人工骨及复合材料三类1,21,2。尽管这些方法的治疗效果。尽管这些方法的治疗效果相当可观，但也有其临床局限性。例如，在口腔颌面相当可观，但也有其临床局限性。例如，在口腔颌面部应用中，牙周骨缺损是一种常见的口腔临床病损，部应用中，牙周骨缺损是一种常见的口腔临床病损，严重时常伴随失牙现象，尽管种植牙作为一种常见且严重时常伴随失牙现象，尽管种植牙作为一种常见且高效的修复方式已越来越普及，但牙槽骨的丧失程度高效的修复方式已越来越普及，但牙槽骨的丧失程度也是影响该类术式修复效果的重要因素。牙周骨缺损也是影响该类术式修复效果的重要因素。牙周骨缺损基金项目：基金项目：重庆市渝北区科技计划项目(2021 农社 21)重庆市渝北区科技计划项目(2021 农社 21)第一作者：第一作者：陈洁，硕士研究生，E-mail:陈洁，硕士研究生，E-mail:通信作者：通信作者：徐凌，硕士生导师，主任医师，教授，E-mail:徐凌，硕士生导师，主任医师，教授，E-mail:中国医疗美容第14卷 第3期（总第127期）2024年3月中国医疗美容第14卷 第3期（总第127期）2024年3月中国医疗美容中国医疗美容第14卷 第3期（总第127期）2024第14卷 第3期（总第127期）2024年3月年3月China Medical Cosmetology China Medical Cosmetology Vol.14 No.3(Total No.127Vol.14 No.3(Total No.127)MarMar.20242024China Medical Cosmetology China Medical Cosmetology Vol.14 No.3(Total No.127Vol.14 No.3(Total No.127)MarMar.202420241.2.2 1.2.2 可注射性和高早期强度可注射性和高早期强度从临床角度来看，从临床角度来看，MPCMPC最吸引人的特点之一是它最吸引人的特点之一是它的可注射性，因为这一特性可使得手术微创化。基于的可注射性，因为这一特性可使得手术微创化。基于NaNa的的MPCMPC往往具有更高的可注射性往往具有更高的可注射性1313，在我们团队，在我们团队的早期研究中，以碳酸钙和柠檬酸作为发泡剂制备的的早期研究中，以碳酸钙和柠檬酸作为发泡剂制备的一种新型多孔一种新型多孔MPCMPC提高了材料的可注射性提高了材料的可注射性1414，还有研，还有研究表明羧甲基壳聚糖等成分也可以提升该性能究表明羧甲基壳聚糖等成分也可以提升该性能1212。此外，相比于此外，相比于CPCCPC，MPCMPC具有更佳的高早期强度，具有更佳的高早期强度，因此因此MPCMPC可以用于承重部位的骨修复，近期有研究可以用于承重部位的骨修复，近期有研究通过添加玻璃、钛和碳纤维以及石墨烯氧化物等来进通过添加玻璃、钛和碳纤维以及石墨烯氧化物等来进一步提高一步提高MPCMPC的抗压强度的抗压强度1212。然而，高早期强度通常。然而，高早期强度通常是通过降低材料的孔隙率来达到要求的，因此，传统是通过降低材料的孔隙率来达到要求的，因此，传统MPCMPC通常具有致密的微结构限制了生长因子扩散和成通常具有致密的微结构限制了生长因子扩散和成骨细胞的长入，最终影响新骨形成骨细胞的长入，最终影响新骨形成14,1514,15，因此，为了保，因此，为了保证成骨效果，需要达到高早期强度和孔隙率的平衡。证成骨效果，需要达到高早期强度和孔隙率的平衡。当材料的孔径大于当材料的孔径大于150m150m时，它为骨组织的生长提供了时，它为骨组织的生长提供了理想的场所理想的场所1616。因此，为了增高。因此，为了增高MPCMPC的骨诱导性，需的骨诱导性，需提高孔隙率及孔隙大小，使用可生物降解的镁颗粒、提高孔隙率及孔隙大小，使用可生物降解的镁颗粒、聚氨酯泡沫和明胶微粒作为造孔剂，已经获得了用于聚氨酯泡沫和明胶微粒作为造孔剂，已经获得了用于整形外科的大孔整形外科的大孔MPCMPC1212；最近的研究表明，；最近的研究表明，WangWang等等人将柠檬酸和碳酸钙作为发泡剂，可提高人将柠檬酸和碳酸钙作为发泡剂，可提高MPCMPC的孔隙的孔隙率，从而改善了其生物相容性以及体内骨诱导性率，从而改善了其生物相容性以及体内骨诱导性1414。1.2.31.2.3 生物降解性及粘接性生物降解性及粘接性 值得注意的是，理想的骨填充材料还应该具有良值得注意的是，理想的骨填充材料还应该具有良好的生物降解性，并且降解速率应与成骨速率相匹好的生物降解性，并且降解速率应与成骨速率相匹配，低降解率会阻碍骨组织的再生配，低降解率会阻碍骨组织的再生1414。而。而MPCMPC相比相比CPCCPC，通常具有更高的降解率，有研究发现用镁替代，通常具有更高的降解率，有研究发现用镁替代钙后，镁可以降低结晶度并增加磷酸盐的溶解度钙后，镁可以降低结晶度并增加磷酸盐的溶解度1717。WuWu等人研究了新型磷酸钙镁骨水泥等人研究了新型磷酸钙镁骨水泥(CMPC)(CMPC)在大白兔在大白兔左侧股骨中的骨再生现象，结果表明，与左侧股骨中的骨再生现象，结果表明，与CPCCPC相比，相比，CMPCCMPC的降解率显著提高的降解率显著提高1818。在大型动物羊的体内实。在大型动物羊的体内实验研究结果也表明，验研究结果也表明，MPCMPC骨水泥体内降解速度与新骨骨水泥体内降解速度与新骨形成一致，在形成一致，在1010个月后几乎完全降解个月后几乎完全降解44。MPCMPC独特的粘接性还能降低临床操作难度，能精独特的粘接性还能降低临床操作难度，能精准定植于骨缺损部位。准定植于骨缺损部位。BrcknerBrckner等人最近的一项研究等人最近的一项研究展示了不同配方的展示了不同配方的MPCMPC在牛皮质骨基质上的黏附能在牛皮质骨基质上的黏附能力，研究表明胶结物植酸含量为力，研究表明胶结物植酸含量为25%25%且粉液比为且粉液比为 2.0 2.0 g/mL g/mL 的水泥即使在水中储存的水泥即使在水中储存7 7天后，骨骼的剪切强度天后，骨骼的剪切强度仍为（仍为（0.81 0.120.81 0.12）MPaMPa，表现出了适当的粘接特性，表现出了适当的粘接特性88。RennerRenner等人研究了基于磷酸丝氨酸和等人研究了基于磷酸丝氨酸和MPCMPC或氧化或氧化物的新型矿物有机骨水泥，这种新型生物矿物骨黏结物的新型矿物有机骨水泥，这种新型生物矿物骨黏结剂在剪切载荷下表现出与骨的良好黏结强度，约为剂在剪切载荷下表现出与骨的良好黏结强度，约为6.66.67.3 MPa7.3 MPa，这种黏结剂的延展性也优于目前流行，这种黏结剂的延展性也优于目前流行的骨黏结剂的骨黏结剂99。1.3 小结1.3 小结综上所诉，MPC具有合适的凝结时间，从而保证了综上所诉，MPC具有合适的凝结时间，从而保证了临床可操作性；它的抗冲刷性能规避了栓塞等严重的风临床可操作性；它的抗冲刷性能规避了栓塞等严重的风险；可注射性有利于微创操作，并且能达到高早期强度险；可注射性有利于微创操作，并且能达到高早期强度最常用的骨修复方式为异种骨材料，临床上最为常用最常用的骨修复方式为异种骨材料，临床上最为常用的是的是Bio-OssBio-Oss 骨粉，但其也有一些缺点，例如价格高骨粉，但其也有一些缺点，例如价格高昂、可塑性差，难以恢复理想的骨形态等，即使是在昂、可塑性差，难以恢复理想的骨形态等，即使是在可吸收性生物膜的辅助下，植入区骨粉早期也可在口可吸收性生物膜的辅助下，植入区骨粉早期也可在口唇肌肉运动的影响下移位变形，最终的成骨效果无法唇肌肉运动的影响下移位变形，最终的成骨效果无法预估。因此，临床上亟需一种能解决现有局限性的新预估。因此，临床上亟需一种能解决现有局限性的新型骨移植材料。型骨移植材料。近年来人工合成骨替代材料推陈出新，基于磷酸近年来人工合成骨替代材料推陈出新，基于磷酸钙和磷酸镁的材料更受青睐，因为它们的化学成分接钙和磷酸镁的材料更受青睐，因为它们的化学成分接近骨组织的矿物质成分近骨组织的矿物质成分3,43,4，与，与CPCCPC相比，相比，MPCMPC具有更具有更好的理化性能，如更快的固化速度、更高的早期压缩好的理化性能，如更快的固化速度、更高的早期压缩强度和更合适的降解性强度和更合适的降解性55。另外，。另外，MPCMPC降解产物为磷降解产物为磷酸镁铵等生物矿物，具有良好的生物相容性酸镁铵等生物矿物，具有良好的生物相容性66，相较，相较于于CPCCPC，MPCMPC能更好地促进成骨细胞增殖和分化能更好地促进成骨细胞增殖和分化77。MPCMPC还具备一定的粘接性、可塑性及支撑性还具备一定的粘接性、可塑性及支撑性8,98,9，在临，在临床应用中能够适应不同类型的骨缺损，降低了临床操床应用中能够适应不同类型的骨缺损，降低了临床操作的技术难度。此外，作的技术难度。此外，MPCMPC因含有镁离子而具有独特因含有镁离子而具有独特的抗菌特性的抗菌特性1010。由此可见，由此可见，MPCMPC作为一种可用于骨缺损修复以及作为一种可用于骨缺损修复以及整形外科的新型骨移植材料。将会是一种很有前景的整形外科的新型骨移植材料。将会是一种很有前景的抗菌性骨再生材料，接下来我们将重点探讨抗菌性骨再生材料，接下来我们将重点探讨MPCMPC的理的理化、生物学性能及最新应用研究。化、生物学性能及最新应用研究。1 MPC1 MPC 的制备和理化性能的制备和理化性能1.1 MPC1.1 MPC 的制备的制备MPCMPC是一种新型的无机黏结材料，通过与氧化是一种新型的无机黏结材料，通过与氧化镁、磷酸盐和缓凝剂的酸碱反应制备得到镁、磷酸盐和缓凝剂的酸碱反应制备得到1111。常由不。常由不同配方的粉末及液体制备得到，常见的粉末成分通常同配方的粉末及液体制备得到，常见的粉末成分通常由死烧氧化镁（由死烧氧化镁（MgOMgO，13001300以上的温度煅烧）和磷以上的温度煅烧）和磷酸三镁（酸三镁（TMPTMP）组成，少数情况下也由）组成，少数情况下也由MgOMgO和和MPCMPC组成。常见的液体配方为磷酸盐（含有铵、钠或钾）组成。常见的液体配方为磷酸盐（含有铵、钠或钾）或磷酸的水溶液，将粉液混合后，即可得到具有可塑或磷酸的水溶液，将粉液混合后，即可得到具有可塑性的糊状性的糊状MPCMPC，完成固化反应后，得到含有不同镁磷，完成固化反应后，得到含有不同镁磷比的硬质比的硬质MPCMPC材料材料1212。1.2 MPC1.2 MPC 的理化性质的理化性质1.2.1 1.2.1 凝结时间和抗冲刷性凝结时间和抗冲刷性 这种这种MPCMPC通常具有适用于临床的理化性能，首先通常具有适用于临床的理化性能，首先是合适的凝结时间，在文献中，已经提出浆体的初凝是合适的凝结时间，在文献中，已经提出浆体的初凝时间（时间（T1T1）和最终凝结时间（）和最终凝结时间（T2T2）的理想范围分别）的理想范围分别是是3 T1 83 T1 8分钟和分钟和T2 15 T2 15 分钟，现有文献中的大多数分钟，现有文献中的大多数MPCMPC配方都能够在该时间范围内固化配方都能够在该时间范围内固化1212。MPCMPC的另一特性是抗冲刷性，其定义为与血液或的另一特性是抗冲刷性，其定义为与血液或其他生物流体接触时而不解体的性能，生物骨水泥必其他生物流体接触时而不解体的性能，生物骨水泥必须具有这样的抗冲刷能力，否则，它可能导致骨水泥须具有这样的抗冲刷能力，否则，它可能导致骨水泥栓塞，从而危及生命栓塞，从而危及生命1313,现有文献表明无论是传统的现有文献表明无论是传统的MPCMPC骨水泥还是添加各种生物成分改性后的骨水泥还是添加各种生物成分改性后的MPCMPC骨水骨水泥大多具有优异的抗冲刷性能泥大多具有优异的抗冲刷性能1212。中国医疗美容第14卷 第3期（总第127期）2024年3月中国医疗美容第14卷 第3期（总第127期）2024年3月中国医疗美容中国医疗美容第14卷 第3期（总第127期）2024第14卷 第3期（总第127期）2024年3月年3月China Medical Cosmetology China Medical Cosmetology Vol.14 No.3(Total No.127Vol.14 No.3(Total No.127)MarMar.20242024China Medical Cosmetology China Medical Cosmetology Vol.14 No.3(Total No.127Vol.14 No.3(Total No.127)MarMar.20242024和孔隙率的平衡，从而满足临床抗压要求并保证骨诱导和孔隙率的平衡，从而满足临床抗压要求并保证骨诱导性，还具有令人惊喜的生物降解性，其独有的粘接性还性，还具有令人惊喜的生物降解性，其独有的粘接性还能降低临床操作难度，减小了材料的流动性，以便更好能降低临床操作难度，减小了材料的流动性，以便更好的塑性，恢复理想的骨生理形态。事实上，位于美国德的塑性，恢复理想的骨生理形态。事实上，位于美国德克萨斯州的Bone Solutions公司正在将MPC商业化，其研克萨斯州的Bone Solutions公司正在将MPC商业化，其研发的含镁骨填充材料（OsteoCrete）被定义为“一种用发的含镁骨填充材料（OsteoCrete）被定义为“一种用于创伤/整形外科应用的可塑型、可注射的镁基骨孔隙于创伤/整形外科应用的可塑型、可注射的镁基骨孔隙填充物”，此外还有OsteoInject和OsteoRevive两种产品填充物”，此外还有OsteoInject和OsteoRevive两种产品可供选择，分别被推荐应用于运动医学和脊柱后外侧应可供选择，分别被推荐应用于运动医学和脊柱后外侧应用，并声明这三种配方均具有可塑性、高抗压强度、骨用，并声明这三种配方均具有可塑性、高抗压强度、骨诱导性以及粘接特性等性能，由此可见，此类理想的物诱导性以及粘接特性等性能，由此可见，此类理想的物化性能使得MPC能满足临床应用需求，其将成为一种很化性能使得MPC能满足临床应用需求，其将成为一种很有前景的骨替代材料。有前景的骨替代材料。2 MPC2 MPC 的生物学性能的生物学性能MPC除了需要具备符合临床应用标准的理化性MPC除了需要具备符合临床应用标准的理化性能，其生物相容性以及细胞反应等生物学性能才是保能，其生物相容性以及细胞反应等生物学性能才是保证其临床应用的关键。现有的文献表明MPC已经表现证其临床应用的关键。现有的文献表明MPC已经表现出了良好的体内外生物学反应，接下来将对MPC的各出了良好的体内外生物学反应，接下来将对MPC的各种生物学性能进行讨论。种生物学性能进行讨论。2.1 生物相容性2.1 生物相容性良好的生物相容性是生物材料临床应用的基础，良好的生物相容性是生物材料临床应用的基础，从分子层面来讲，镁离子本身具有良好的生物相容从分子层面来讲，镁离子本身具有良好的生物相容性，在人体内，镁的分布不均匀：65%存在于无机骨性，在人体内，镁的分布不均匀：65%存在于无机骨基质中，34%存在于细胞内，1%存在于细胞外。在细基质中，34%存在于细胞内，1%存在于细胞外。在细胞中，镁离子仅次于钾离子，并结合成复合物参与代胞中，镁离子仅次于钾离子，并结合成复合物参与代谢过程谢过程19,2019,20。现有的许多文献已经表明传统MPC已经表现出了现有的许多文献已经表明传统MPC已经表现出了良好的生物相容性，在体外研究中，Liu等人最近的良好的生物相容性，在体外研究中，Liu等人最近的一项研究开发了一种高性能磷酸三镁骨水泥体系，与一项研究开发了一种高性能磷酸三镁骨水泥体系，与聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）相比，骨髓间充质干细聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）相比，骨髓间充质干细胞(BMSCs)在其上显示出更高的细胞活力和更好的黏胞(BMSCs)在其上显示出更高的细胞活力和更好的黏附性附性2121，Han等人用KH2PO4、羟基磷灰石、蔗糖和，Han等人用KH2PO4、羟基磷灰石、蔗糖和硼砂制备了一种以氧化镁为基础的MPC，通过细胞增硼砂制备了一种以氧化镁为基础的MPC，通过细胞增殖和凋亡实验证明了其对人骨肉瘤细胞(MG-63)没有殖和凋亡实验证明了其对人骨肉瘤细胞(MG-63)没有细胞毒性细胞毒性2222。体内研究的实验结果也证明了MPC是安全无毒体内研究的实验结果也证明了MPC是安全无毒的，Andrea Ewald等人将不同含量的植酸(IP6)作为缓的，Andrea Ewald等人将不同含量的植酸(IP6)作为缓凝剂，制备了两种不同的MPC水泥糊剂，分别植入新凝剂，制备了两种不同的MPC水泥糊剂，分别植入新西兰大白兔股骨外侧髁原位缺损模型中，6周后发现西兰大白兔股骨外侧髁原位缺损模型中，6周后发现骨接触部位生物相容性良好，没有任何炎症迹象，并骨接触部位生物相容性良好，没有任何炎症迹象，并观察到了骨水泥的初始吸收和骨改建观察到了骨水泥的初始吸收和骨改建2323。2.2 骨诱导性2.2 骨诱导性 MPC作为一种骨替代材料，其良好的骨诱导性是 MPC作为一种骨替代材料，其良好的骨诱导性是保证成骨的关键。镁离子及MPC良好的骨诱导性，从保证成骨的关键。镁离子及MPC良好的骨诱导性，从分子层面上已经得到了证实，先前的一项研究表明，分子层面上已经得到了证实，先前的一项研究表明，镁间接影响矿物质代谢，例如可以通过激活碱性磷酸镁间接影响矿物质代谢，例如可以通过激活碱性磷酸酶（ALP）来影响代谢，而ALP是成骨细胞分化的一酶（ALP）来影响代谢，而ALP是成骨细胞分化的一个早期标志个早期标志2424。为了进一步改善MPC的骨诱导性，许。为了进一步改善MPC的骨诱导性，许多研究人员在这方面做出了努力并取得了令人瞩目的多研究人员在这方面做出了努力并取得了令人瞩目的成果。成果。首先，通过添加能刺激成骨的生物活性物质，可首先，通过添加能刺激成骨的生物活性物质，可提高材料的骨诱导性。Shi等人在MPC水泥中加入一种提高材料的骨诱导性。Shi等人在MPC水泥中加入一种硫酸软骨素，促进了成骨细胞前期的增殖、附着和分硫酸软骨素，促进了成骨细胞前期的增殖、附着和分化，并增强了体内植入物周围的骨形成化，并增强了体内植入物周围的骨形成2525。其次，由。其次，由于MPC的致密结构阻碍了成骨细胞的长入以及生长因于MPC的致密结构阻碍了成骨细胞的长入以及生长因子的扩散，因此开发大孔结构的MPC可以改善材料的子的扩散，因此开发大孔结构的MPC可以改善材料的成骨性能。最近的一项研究表明，Wang等人通过柠檬成骨性能。最近的一项研究表明，Wang等人通过柠檬酸和碳酸钙发泡制备的一种多孔MPC，相比对照组，酸和碳酸钙发泡制备的一种多孔MPC，相比对照组，显著促进了人牙周膜干细胞的成骨分化，将其植入大显著促进了人牙周膜干细胞的成骨分化，将其植入大鼠牙周骨缺损中，4w和12w后，通过Micro-CT和组织鼠牙周骨缺损中，4w和12w后，通过Micro-CT和组织学评价发现，其成骨效果与临床上最常用的骨移植材学评价发现，其成骨效果与临床上最常用的骨移植材料Bio-Oss料Bio-Oss 相当，表现出了十分可观的成骨能力相当，表现出了十分可观的成骨能力1414。除此之外，MPC陶瓷支架也展现出了优秀的成骨除此之外，MPC陶瓷支架也展现出了优秀的成骨能力，Kim等人将MPC陶瓷支架与新型茚化合物 KR-能力，Kim等人将MPC陶瓷支架与新型茚化合物 KR-34893 结合，制备得到一种新型MPC陶瓷，研究证明34893 结合，制备得到一种新型MPC陶瓷，研究证明其诱导了原代人骨髓间充质干细胞（BMSC）和小其诱导了原代人骨髓间充质干细胞（BMSC）和小鼠成骨细胞系（MC3T3-E1）中矿物质的沉积和成骨鼠成骨细胞系（MC3T3-E1）中矿物质的沉积和成骨细胞标记基因的表达；在大鼠体内颅骨缺损模型中，细胞标记基因的表达；在大鼠体内颅骨缺损模型中，也显示其增强了骨再生能力并增加了骨体积也显示其增强了骨再生能力并增加了骨体积2626。对MPC进行表面处理是改善材料骨诱导性的又一对MPC进行表面处理是改善材料骨诱导性的又一思路，Gelli等人用常压等离子射流处理MPC，体外实思路，Gelli等人用常压等离子射流处理MPC，体外实验结果表明，所有通过等离子射流处理的MPC支架对验结果表明，所有通过等离子射流处理的MPC支架对人间充质都对人骨髓间充质细胞和基质细胞表现出良人间充质都对人骨髓间充质细胞和基质细胞表现出良好的生物相容性和细胞黏附性，也增强了间充质细胞好的生物相容性和细胞黏附性，也增强了间充质细胞的成骨分化的成骨分化2727。因此可以认为，MPC的骨诱导性主要归因于镁离因此可以认为，MPC的骨诱导性主要归因于镁离子的释放，刺激了细胞反应，促进了成骨细胞的增殖子的释放，刺激了细胞反应，促进了成骨细胞的增殖分化分化2424。此外，通过在MPC中加入改善成骨的生物活。此外，通过在MPC中加入改善成骨的生物活性物质、制备大孔MPC以及特殊的表面处理等方法，性物质、制备大孔MPC以及特殊的表面处理等方法，均可显著提高MPC的骨诱导性，MPC展现出了巨大的均可显著提高MPC的骨诱导性，MPC展现出了巨大的成骨潜力。成骨潜力。2.3 抗菌性2.3 抗菌性MPC还具备令人惊喜的本征抗菌性，这使得MPC作MPC还具备令人惊喜的本征抗菌性，这使得MPC作为一种骨替代材料，在植骨术后不仅能诱导新骨形成，为一种骨替代材料，在植骨术后不仅能诱导新骨形成，还能有效预防和控制术后感染，从而解决抗生素引起的还能有效预防和控制术后感染，从而解决抗生素引起的耐药菌株突变的难题。因此，MPC尤其适用于细菌形成耐药菌株突变的难题。因此，MPC尤其适用于细菌形成风险较高的部位，例如口腔颌面外科等多菌环境。风险较高的部位，例如口腔颌面外科等多菌环境。MPC因含有镁离子而具有优越的抗菌特性，MPC因含有镁离子而具有优越的抗菌特性，Mestres等人的研究证明，Na-MPC具有杀菌作用，而Mestres等人的研究证明，Na-MPC具有杀菌作用，而NH4-MPC和NH4+Na-MPC具有抑菌作用，这归因于NH4-MPC和NH4+Na-MPC具有抑菌作用，这归因于MPC的高渗透压和微碱性的协同作用MPC的高渗透压和微碱性的协同作用1010。Robinson等。Robinson等人还报道了镁离子和碱性环境的协同作用对大肠杆人还报道了镁离子和碱性环境的协同作用对大肠杆菌、铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌（S.aureus）的菌、铜绿假单胞菌和金黄色葡