自我愈合的骨水泥发育

耶拿大学的材料科学家开发了一种基于磷酸钙水泥和碳纤维增强的骨替代品。纤维增加了损伤容忍度，并确保材料中的裂缝能够自行修复。

身体能够自己治疗许多创伤。自愈能力可以修复皮肤擦伤，使骨骼重新愈合。然而，在骨折或缺陷后，医生经常需要帮助修复骨头。人们越来越多地使用骨替代材料，部分或完全恢复受损部位骨的形态和功能。为了确保这种植入物在发生损伤时不需要更换或通过广泛的手术进行修复，它们本身应该具有自我修复能力。德国耶拿弗里德里希·席勒大学的材料科学家们现在已经开发出一种骨替代材料，它可以将损伤程度降到最低，同时可以自我修复。他们在著名的研究杂志上报道他们的研究科学报告。

微创使用磷酸钙骨水泥

耶拿的专家与沃尔茨堡大学合作，集中在被称为钙的内容磷酸盐水泥-A已经广泛用于医学的骨代替。一方面，材料刺激骨形成并增加血管的发起。另一方面，可以以微创手术进入身体作为糊状物。在那里，它的磁带性允许它与骨骼结构密切结合。

然而，由于其高度的脆性，当它受到过大的负荷时，材料中就会产生裂纹。这些裂缝会迅速扩大，使植入物不稳定，最终破坏它——就像建筑物上的混凝土一样，”耶拿大学的弗兰克A. Müller教授解释说。“由于这个原因，磷酸钙骨水泥迄今为止主要用于骨骼中不起承重作用的骨骼，例如口腔和颌骨区域。”

修补和填充裂缝

这材料科学家在耶拿已经开发出一种磷酸钙水泥，这种水泥的裂缝不会发展成灾难性的损伤。相反，材料本身密封了它们。这是通过添加来实现的碳纤维的材料。

“首先，这些纤维显着提高了水泥的损伤容差，因为它们在形成的裂缝时桥接，因此防止它们进一步开放，”Müller解释道。“其次，我们已经在化学上激活了纤维的表面。这意味着一旦暴露的纤维遇到体液，它就会在裂缝产生的开口中，开始了矿化过程。所得到的磷灰石 - 一个基本构建块骨组织 - 然后再次关闭裂缝。“

耶拿科学家通过故意损坏磷酸钙水泥并在模拟体液中愈合来模拟它们的实验中的这种过程。这种固有的自我愈合能力 - 与纤维增强件相关的承载能力较大 - 可以大大扩展到其中的区域骨植入物的钙可以使用磷酸盐骨水泥，将来也可能包括骨骼的承重区域。

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