可注射骨修复材料研究进展2026

材料概述与挑战Contents

目录

材料分类与特性水凝胶技术进展活性增强策略力学性能不足尽管传统骨水泥具有一定的力学强度，但

它们的弹性模量与自然骨的差异可能导致

应力遮挡效应，影响长期稳定性。成骨诱导活性有限传统骨水泥如PMMA

和磷酸钙在促进新骨生

成方面存在局限性，其成骨诱导能力不足

以满足复杂骨缺损的修复需求。降解速率不匹配这些材料的降解速率与新生骨的生长速度

不协调，可能导致材料残留或过早吸收，

影响骨组织的稳定和愈合。020301传统骨水泥局限物理交联通过分子间作用力如氢键、离子键等构建三维网络，避免使用有毒交

联剂，提高生物安全性。化学交联水凝胶化学交联通过共价键形成稳定结构，增强力学强度和抗降解性能，但可能引发

体积膨胀效应。新兴合成方法新型合成方法如点击化学、酶促交联和光交联等，为制备高性能水凝胶提供了

更多选择和灵活性。水凝胶的兴起物理交联水凝胶微创手术的发展微创手术通过精细入路设计和操作流程优化，显著降低术中创伤和术后疼痛，

缩短住院时间，并减少并发症发生率。对骨移植材料的要求随着微创手术的兴起和发展，对骨移植材料提出了更高的要求，理想的移植材

料应兼具良好的生物相容性、可注射性、可吸收性和成骨性。新型可注射骨修复材料的开发开发兼具优异生物活性和可降解性的新型可注射骨修复材料具有重要意义，以

应对微创手术中对骨移植材料的需求。微创手术需求PMMA

骨水泥的缺陷PMMA

骨水泥存在聚合放热可达80~120℃,易造成周围组织热损

伤；材料弹性模量与松质骨存在显

著差异，可引发应力遮挡效应；材

料固有的生物惰性和不可降解性阻

碍骨整合。PMMA

骨水泥的组成PMMA骨水泥由固体组分(PMMA粉

末、引发剂过氧化苯甲酰、显影剂

硫酸钡或氧化锆)和液体成分(甲

基丙烯酸甲酯单体、促进剂N,N-二甲基对甲苯胺、抑制剂氢醌)组

成。PMMA

骨水泥的性能PMMA骨水泥表现出优异的力学性能

(压缩强度≥70MPa,

弹性模量≥1

800

MPa),使其成为椎体成形术

治疗骨质疏松性骨折的理想材料。PMMA骨

水

泥磷酸钙骨水泥磷酸钙骨水泥的组成和固化机制磷酸钙骨水泥由一种或多种钙磷酸盐

粉末与液相组分通过水化反应原位固

化，形成骨修复材料。磷酸钙骨水泥在临床中的应用磷酸钙骨水泥自1991年获得FDA批

准

后，广泛应用于骨科、口腔种植和颌

面重建领域，但临床数据有限，限制

了其进一步推广。磷酸钙骨水泥的优缺点磷酸钙骨水泥具有良好的生物相容性

和骨传导性，但其固化时间长、黏聚

性差，力学强度难以满足承重骨修复

需

求

。硫酸钙骨水泥01

02

03硫酸钙骨水泥的生物相容性硫酸钙骨水泥的快速自硬化性能硫酸钙骨水泥的降解性能和骨传

导性硫酸钙骨水泥因其优异的生物相容性硫酸钙骨水泥具有快速的自硬化性能硫酸钙骨水泥不仅具有良好的降解性,在治疗感染或肿瘤切除后的骨缺损,使其成为创伤性骨缺损治疗的有效能，还具备优良的骨传导性，有助于中广泛应用。材

料

。新生骨组织的形成。离子交联技术

热交联技术

氢键交联技术利用温敏性聚合物在特定温度下发生构象

转变，形成稳定的三维网络结构，如聚N-

异丙基丙烯酰胺的应用。通过聚合物间的氢键作用力构建动态三维

网络，增强材料的韧性和自修复性，如聚

乙烯醇的应用。通过二价或三价离子与可电离聚合物的相

互作用实现分子交联，调控离子浓度、温

度或pH值优化水凝胶性能。物理交联方法化学交联策略点击化学反应点击化学通过温和条件和高选择性

反应，构建具有定制属性的水凝胶酶促交联技术酶促交联利用生物体内大分子合成

过程，提供温和条件下的高效催化

特

性

。光交联方法光交联通过精准调控光源参数，调

节水凝胶力学性能和生化特性。新型交联策略结合物理和化学交联方法，如氢

键与共价键联合使用，以增强材料

稳定性和组织黏附力，优化细胞与

基质的交互作用。化学交联技术利用共价键形成稳定的3D网络结构

,增强力学强度和抗降解性能，但可

能引起体积膨胀效应影响长期稳定性物理交联技术通过分子间作用力如氢键、离子

键等构建三维网络，无需使用交联

剂，提高水凝胶的安全性和适用性

新型交联技术血管-成骨耦合血管生成与骨形成的关系01

血管生成先于成骨过程，为骨组织修复提供所需的氧气和营养物质。促血管生成的生长因子02

多种生长因子如VEGF、bFGF等与可注射骨修复材料整合，有效促进血管化为新骨的形成提供充足的氧气和营养物质。

7I微血管片段的应用通过酶解法从脂肪组织中分离出天然血管片段，体外研究表明这种微血管片段在保

持血管形态和功能的同时，还表现出快速重新组装形成新微血管网络的能力。03免疫调控01免疫调控的重要性骨修复材料的研发模式正经历从"被动成骨

"向"主动免疫调控"的转变，免疫微环境

在骨组织愈合过程中起着决定性作用。03

oDo免疫调控策略通过引入具有促血管活性的无机生物离子

(

如Li+

、Cu2+

、Mg2+

、Fe3+)等多元

策略，可以有效促进骨组织的血管化和再

生，同时调控免疫反应。02炎症反应的影响过度的炎症反应不仅会干扰骨愈合过程，

还可能导致巨噬细胞和成纤维细胞生成不

利的免疫应答，影响骨修复效果。微环境动态平衡利用生物活