生物陶瓷材料用于修复人体硬组织历史悠久，从生物惰性陶瓷材料（如氧化铝和氧化锆等）发展到既具有生物活性又可降解的生物活性陶瓷材料（如磷酸盐和硅酸盐生物陶瓷、硅基生物玻璃等），其生理功能要求不再是简单的组织填充替代物，而是能诱导组织再生、调节细胞生长和功能分化的组织工程材料。越来越多证据表明，特定生物活性陶瓷材料具有促进软/硬组织特异性细胞再生活性的作用，被广泛应用于骨骼、牙齿和皮肤的组织缺损修复。

氧化铝陶瓷关节

近些年随着热等静压成型技术和激光刻蚀技术的应用，使三代氧化铝陶瓷晶粒更小，纯度及密度更高，强度和硬度得到显著增加，破裂率显著降低。氧化铝陶瓷超强的硬度，良好的抗磨损能力，使之成为骨科THA中主要的生物材料。

生物活性陶瓷又叫生物降解陶瓷，包括活性陶瓷和生物吸收性陶瓷。生物表面活性陶瓷通常含有羟基，还可做成多孔性，生物组织可长入并同其表面发生牢固的键合；生物吸收陶瓷的特点是能部分吸收或者全部吸收，在生物体内能够诱发新生骨的生长。

主要是由SiO2、P2O5、CaO、Na2O构成，可以键合到现有的骨组织中，可降解，并通过它们的溶解产物对细胞的作用刺激新骨生长。它具有区别于其他生物材料的独特属性，能在植入部位迅速发生一系列表面反应，最终导致含碳酸盐基磷灰石层的形成。

用于癌症治疗的生物活性玻璃

生物活性陶瓷中应用最多的是羟基磷灰石，简称HAp，属表面活性材料，由于生物体硬组织（牙齿、骨）的主要成分是羟基磷灰石，因此有人也把羟基磷灰石陶瓷称为人工骨。具有生物活性和生物相容性好、无毒、无排斥反应、不致癌、可降解、可与骨直接结合等特点，是一种临床应用价值很高的生物活性陶瓷材料。

用于骨组织工程的互连多孔羟基磷灰石陶瓷

目前广泛应用的生物降解陶瓷为β-磷酸三钙，β-磷酸三钙的最大优势就是生物相容性好，植入基体与骨直接融合，无任何局部炎性反应及全身毒副作用。其不足是高切口敏感性导致的低疲劳强度，较高刚性和脆性使其难以加工成型或固定钻孔。

然而，实际临床上存在许多特殊的组织损伤，如骨肿瘤或皮肤癌组织手术切除后的组织缺损，需要在修复组织缺损之前先清除残留的肿瘤细胞以免肿瘤复发。为实现肿瘤治疗和组织再生的双重功能，前期研究通过将生物活性陶瓷与具有肿瘤治疗功能的光热试剂复合，制备出光热功能化生物活性陶瓷材料。尽管这是一种有效的策略，但光热纳米试剂在体内的长期安全性尚待考察。因此，如何在不引入外来添加剂的条件下，实现生物活性陶瓷材料本身的组织再生和肿瘤等疾病治疗功能一体化尤为重要。

早前，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员吴成铁与常江带领的研究团队，在多功能黑色生物活性陶瓷材料研究方面取得进展。该研究团队通过对传统的白色生物活性陶瓷材料（硅酸盐和磷酸盐等）进行热还原处理，研制出新一代“黑色生物活性陶瓷”，将传统生物活性陶瓷材料的应用领域从组织再生拓展到肿瘤等疾病治疗。

该团队采用镁热还原法，将传统的白色生物活性陶瓷粉进行热还原处理，制备出一系列黑色生物活性陶瓷材料，包括硅酸盐（即CaSiO3，MgSiO3）和磷酸盐（即Ca3(PO4)2、Ca5(PO4)3(OH)）两种体系的生物活性陶瓷。与传统白色生物陶瓷相比，黑色生物陶瓷材料的晶体内部存在大量的氧空位和结构缺陷，其降解性能得到明显改善，对于成骨细胞和皮肤细胞的粘附、铺展、增殖、迁移和分化等细胞生物活性有更好的促进作用。在慢性皮肤创伤及大块骨缺损修复动物实验中，黑色生物陶瓷对于皮肤和骨组织修复效果明显优于白色陶瓷，表现出显著的促进软/硬组织多功能再生活性。

此外，在低功率的近红外光照射下，黑色生物活性陶瓷材料表现出明显的光热升温效果，可导致材料周围的肿瘤细胞死亡，在体内实验中成功抑制皮肤癌和骨肿瘤的增长，具有优异的光热抗肿瘤效果。

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