含硅钙磷合成骨移植材料在羊肌肉缺损模型中的早期成骨能力比较研究

《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》：Early new bone formation in ovine intramuscular defects: comparison between different silicate-containing calcium phosphate synthetic bone grafts

本期推荐：研究团队针对硅酸盐钙磷(CaP)骨移植替代物的成骨诱导性(OI)评价难题，通过建立绵羊肌肉缺损模型，对比三种临床用含硅材料(nano-Si-Ap/nano-SiO2-HA/micro-Si-CaP)在6/12周的成骨表现。发现纳米级硅磷灰石(nano-Si-Ap)6周即出现显著骨桥接并伴随材料吸收，为临床挑战性骨缺损修复提供了新型材料选择依据。

　　

在骨科修复领域，合成钙磷(CaP)材料虽具有良好骨传导性，但其成骨诱导能力(Osteoinductivity, OI)的提升仍是重大挑战。传统研究多聚焦单一时间节点(通常12周)，且缺乏对材料吸收过程的系统评估。由University of Aberdeen领衔的国际团队在《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》发表的研究，创新性地采用双时间点(6/12周)评估策略，首次在绵羊肌肉缺损模型中直接比较三种临床用含硅钙磷材料的早期成骨效能。

研究采用多模态技术通过X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)解析材料晶体结构，扫描电镜(SEM)和比表面积(BET)分析表征微观形貌，建立16点位/动物的肌肉植入模型，结合显微CT(μCT)三维重建和H&E/Tetrachrome双染色组织学评估，由三位盲法观察者进行半定量评分(0-4级)。

材料表征显示：nano-Si-Ap和nano-SiO₂-HA均为纳米级晶体(29.9nm/22.7nm)，但前者硅以磷灰石晶格取代形式存在，后者则嵌入SiO₂基质；micro-Si-CaP为微米级晶体且比表面积仅0.2m²/g。植入6周时，nano-Si-Ap即出现显著骨小梁结构桥接颗粒，伴随多核细胞介导的吸收迹象；至12周时新生骨矿化程度提高，骨量评分达3.45±0.48，显著高于nano-SiO₂-HA组的1.83±0.75(p=0.094)。而micro-Si-CaP组始终未见明显成骨。

讨论部分指出，该研究首次证实6周可作为评价CaP材料OI的敏感时间节点。nano-Si-Ap的优异表现归因于其纳米结构(比表面积26m²/g)与晶格硅酸盐的协同作用，这种特性可能通过增强宿主细胞互作促进骨形成。研究为脊柱融合等远离宿主骨的修复场景提供了材料选择依据，并建议未来OI评价标准应纳入早期时间点评估和吸收动态监测。

该成果的临床意义在于：①建立了能区分纳米/微米结构材料OI效能的标准化模型；②揭示了材料吸收与成骨进程的时空关联性；③为开发兼具快速骨整合与可控降解的下一代骨移植材料指明了方向。研究采用的多元分析框架，为合成骨替代物的转化研究提供了方法论范式。