中國粉體網訊 骨骼由膠原蛋白和礦物質（包括鈣磷灰石晶體）組成，是全球第二常見的移植器官，可為機體提供剛性、強度和彈性。多種類型的骨缺損已成為臨床面對的主要挑戰，對骨修復材料的需求也日益增加。為了克服這一難題，迫切需要尋找一種無毒、環保、價格低廉的替代材料以重建骨骼連續性及穩定性。
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鋰（Lithium，Li）是一種常見的金屬元素，既往研究表明，含Li化合物與甲狀腺激素釋放密切相關。另外，Li還可引起鈣磷代謝紊亂，進而導致高鈣血癥及腎臟疾病的發生。而甲狀腺激素和血清鈣濃度與骨代謝高度相關，二者共同參與成骨。因此，利用Li及其相關生物醫學材料來實現骨組織再生修復成為了一種新思路和新方法。
Li與Li生物材料
Li離子（Li+）作為細胞內的主要陽離子，是生命必需的微量元素之一，其具有抗自殺、抗病毒、免疫調節和神經保護作用。許多研究表明，含Li化合物的應用可降低骨折和骨質疏松的風險，在人類骨骼健康中起著重要作用。因此，Li及其相關生物材料作為一種潛在的骨修復材料受到了廣泛關注。
在生物醫學領域，Li生物醫用材料主要包括含Li元素的骨基質材料、含Li生物支架材料、含Li水凝膠等。
Li生物材料在骨缺損修復中的應用
（1）含Li骨基質材料
骨基質的分子組成主要由無機成分羥基磷灰石、磷酸鈣和有機成分I型膠原（COL-1）組成。骨基質合成的相關材料因其良好的骨傳導性而被廣泛用作骨替代品。Hurle等制備摻雜Li+磷酸鈣的新型骨水泥，通過檢測堿性磷酸酶（ALP）活性和COL-1表達證明其在調節成骨細胞的增殖和分化方面具有重要作用，并通過上調脂肪干細胞中晚期成骨標志物的表達來促進骨缺損修復，且該骨水泥可以通過控制摻入Li+濃度控制水泥的凝固時間。
（2）含Li水凝膠材料
可注射水凝膠能夠以微創的方式進行局部注射，然后進行自我修復，恢復其機械性能，通常作為遞送藥物、離子、生長因子、干細胞或非編碼RNA的載體，進一步刺激骨再生。Wu等開發出的Li改性生物玻璃水凝膠是專門用于糖尿病患者的骨缺損修復材料，這種水凝膠具有抗炎和成骨的雙重作用，以協同調控糖尿病微環境中的骨再生。
（3）含Li生物支架材料
研究表明，摻雜離子（Mg2+、Sr2+、Ce3+、Co2+、Zn2+等）的方法可以賦予生物支架材料新的生物學功能，提供促成骨和抗破骨細胞生成的雙重治療作用。He等合成的Li2Mg2(PO4)2生物陶瓷支架比不含Li的生物陶瓷支架更具有高強度和刺激成骨和血管生成的特點。
（4）含Li納米涂層材料
納米技術可以幫助藥物在納米尺度上充分釋放，以達到治療目的。納米結構還可以裝載多種藥物，如抗骨質疏松癥藥物、抗癌藥物和抗生素，并用作局部藥物遞送系統。Liu等利用微弧氧化（MAO）技術在AZ91鎂合金上鍍上一層Li化物的納米多孔涂層（Li-MAO），通過體內與體外試驗證實，與單純AZ91或MAO組相比，Li-MAO組具有更好的耐腐蝕性、生物相容性、血管生成和成骨能力。
（5）含Li生物高分子材料
生物高分子材料通過加入金屬離子、抗菌肽，在解決置入物相關感染和置入物-骨界面之間的骨結合問題。Li等制備出一種負載Li+和抗菌肽的多功能PEEK生物材料（SPEEK Li-AMP），賦予PEEK表面抗菌（大腸桿菌和金黃色葡萄球菌）和骨整合的雙重生物活性，這使得這種材料在關節置換術后感染造成的骨缺損修復中具有一定應用價值。
Li生物醫學材料的優勢
通過摻入功能性元素到生物材料中，以改變生物材料的理化性質，而Li+已證明具有成骨潛力，因此通過新型醫用生物材料和Li的組合表現出優異的機械性能和良好的成骨能力。以下優勢使得含Li生物材料在骨缺損修復中的應用前景廣泛，可適應各種復雜的骨缺損。
（1）通過改變Li+濃度來達到可調控性；
（2）Li+釋放的緩釋性，可在特殊條件下適應缺損形狀的可塑性；
（3）孔隙率高，負載藥物能力強，與成骨相關藥物具有協同作用；
（4）Li生物材料機械強度高。
小結：
現有的含Li生物材料大多具有良好的生物相容性以及刺激成骨和血管生成的能力，可期望應用于骨缺損修復的骨組織工程。但目前Li生物修復材料尚處于細胞及動物試驗階段，在骨再生治療領域缺乏足夠的臨床研究來證實現有的研究結果，未來應積極研究最佳的Li修復材料進而實現有效的骨缺損修復，進一步促進臨床轉化。
參考來源：
成杰，丁銀亮等.鋰生物材料在骨缺損修復的研究進展
唐國柯，文根等.骨缺損修復生物材料的研究進展
（中國粉體網編輯整理/青黎）
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