Bioactive Materials
固态羟基磷灰石粘合剂通过骨组织表面脱矿实现强效粘附

小赛推荐：

本研究开发了一种通过骨表面脱矿处理增强固态羟基磷灰石粘合剂与骨组织粘附强度的新策略，为骨固定材料提供稳定、生物相容的粘合方案。

 

文献概述
本文《Robust adhesion between solid-state hydroxyapatite and bone tissue through surface demineralization》，发表于《Bioactive Materials》杂志，回顾并总结了通过骨组织表面脱矿处理显著增强固态羟基磷灰石（HAp）粘合剂与骨组织的粘附强度的研究。该研究旨在解决传统骨粘合剂在机械强度、长期稳定性和生物相容性方面的不足，提供一种非侵入性、生物活性高的粘合方案。

背景知识
目前，骨固定设备如骨板和传感器依赖骨螺钉或粘合材料进行固定。传统粘合剂如聚氨酯骨水泥、纤维蛋白胶等存在生物相容性差或机械强度不足等问题。骨组织由约60%的无机成分（主要为HAp）和30%的有机成分（主要为I型胶原蛋白）组成。通过脱矿处理暴露胶原蛋白，可以模拟软组织表面，从而增强HAp粘合剂的粘附能力。本文进一步分析了不同脱矿剂（EDTA与H3PO4）对骨表面结构及粘合强度的影响，并通过动物实验验证其体内粘附稳定性。研究重点在于通过调控脱矿深度与胶原结构，优化粘合性能，为骨锚定医疗设备提供新方案。

 

提供基因敲除小鼠模型，快速构建骨科疾病研究动物模型，支持骨锚定粘合剂体内评估与骨修复机制研究。

了解更多

 

研究方法与实验
研究人员通过湿化学沉淀与热处理合成固态HAp粘合剂，并采用扫描电镜（SEM）和ATR-FTIR分析脱矿骨表面结构变化。骨样本经不同浓度的EDTA或H3PO4处理不同时间后，进行剪切粘附强度测试与体内固定评估。动物实验采用Sprague-Dawley大鼠模型，通过显微CT和组织学染色分析HAp粘合剂在体内的粘附稳定性与骨整合情况。

关键结论与观点

• HAp粘合剂在未经脱矿的骨表面无法粘附，但在表面脱矿后的骨组织上粘附强度显著提升，尤其在EDTA处理组达到238.4 kPa（10小时处理）。
• 剪切粘附强度与脱矿深度呈正相关，EDTA处理组的胶原三股螺旋结构和自由水含量得以保留，从而增强粘附性能。
• SEM和ATR-FTIR分析显示，H3PO4处理会破坏胶原结构，降低粘附强度，而EDTA处理能有效维持胶原结构完整性。
• 动物实验显示，HAp粘合剂在脱矿骨表面实现稳定体内固定，新骨与HAp接触面积达较高水平，支持其生物相容性与骨传导性。

研究意义与展望
该研究为骨锚定医疗设备提供了一种非侵入性、生物相容的粘合方案，避免了传统骨固定技术的创伤。未来研究可进一步优化脱矿工艺与HAp粘合剂结构，提升其在体内长期固定的机械性能，并探索其在骨修复、牙科和生物传感器固定中的应用潜力。

 

提供标准化小鼠表型分析服务，涵盖骨密度、骨结构、骨代谢等检测，支持粘合剂与骨组织相互作用的深入研究。

了解更多

 

结语
本研究通过表面脱矿技术，成功实现固态HAp粘合剂与骨组织的强效粘附，揭示了脱矿深度与胶原结构完整性对粘附强度的关键影响。EDTA处理在维持胶原结构和自由水含量方面优于H3PO4处理，显著提升粘附性能。动物实验进一步验证了该粘合系统的体内稳定性，为骨锚定设备提供了一种新型生物相容粘合方案。未来工作可探索该技术在临床骨固定、骨修复材料及生物传感器中的应用，并优化脱矿与粘合剂设计，以满足不同骨科应用场景的机械和生物相容性要求。

 

Shichao Xie, Masahiro Okada, Haruyuki Aoyagi, Takayoshi Nakano, and Takuya Matsumoto. Robust adhesion between solid-state hydroxyapatite and bone tissue through surface demineralization. Bioactive Materials.