天然海洋材料具有着人工方法难以复制的成分及结构。海胆刺(Heterocentrotus mammillatus)具有分层的与人类骨小梁相似开放式多孔结构和优越的机械性能(抗压强度〜43.4MPa),并适合于机械加工,被潜在的应用探索骨缺损修复。有限元分析表明,压缩应力集中沿着密集的生长环分布并通过连接结构可分散应力的作用。通过水热反应法将天然海胆刺材料制备成具有良好生物相容性和力学强度的骨修复材料(β-TCMP)强度约为9.3MPa,与人骨小梁的强度相当。新生骨在植入后沿着β-TCMP支架的外表面形成新骨,在手术三个月后新骨基本填充了内部的主要空间,并具有良好的骨整合性。同时,使用Ti-6Al-4V融合器和β-TCMP支架可在7个月内融合基本完成,植入十个月后,材料基本降解,完成骨替代。因此,海胆刺是一种适合加工成形有利于生产可生物降解的人造骨缺损修复材料。 |