Advanced Materials:生物活性玻璃助力万能胶用于骨折内固定

使用骨粘合剂替代传统的侵入性内固定工具(如钢板、钢钉)将会给骨科手术带来革命性的突破。理想的骨粘合剂材料应该能够在骨折断端处提供即时的坚强固定,同时能够提供骨细胞长入空间,促进骨折愈合。氰基丙烯酸酯(俗称万能胶)是目前唯一兼具优异即时粘接强度和生物相容性的医用胶水,从其诞生之日起即被寄以厚望,但其聚合产物不可降解,无法支持骨组织长入穿过粘合层,最终未能成功用作骨粘合剂。为解决这一难题,中国科学院化学研究所邱东、乔燕与北京大学第三医院周方联合研究团队提出了一种生物活性玻璃复合成孔策略,助力氰基丙烯酸酯用于骨折内固定,促进骨折愈合。

生物活性玻璃具有优异的骨传导性和骨诱导性,能够促进骨组织的再生。但是生物活性玻璃降解速率过慢,无法及时形成多孔结构以满足细胞长入,而且其表面丰富的羟基会加速引发氰基丙烯酸酯的固化,导致手术时间窗口过短。该研究团队将聚乙二醇与PSC生物活性玻璃复合作为氰基丙烯酸酯的致孔剂,克服了以上问题。实验结果表明,上述含生物活性致孔剂的骨粘合剂能够在5-15 min内固化,以提供即时的坚强固定。聚乙二醇可快速溶解形成适应细胞迁移和组织生长的多孔结构,与此同时,预包裹的生物活性玻璃暴露于体液环境中,展示生物活性,进一步促进成骨相关细胞的长入、增殖和分化,支持骨折断面的连接和愈合。

研究者认为该生物活性骨粘合剂具有良好的临床转化前景,可为临床骨折治疗提供新的思路和方法,同时,上述复合致孔策略还可用于生物活性玻璃之外的物质,以增加基体材料与功能物质的配伍性。相关论文在线发表在Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201907491)上,并选为当期的Back Cover。