大众陌生的无机非金属材料——羟基磷灰石，以其卓越的生物相容性和再生能力，在医美行业中熠熠生辉，成为了备受瞩目的再生材料！另外，研究人员深入发现，它还能在多个领域大放光彩。随着科技的不断进步和市场需求的日益增长，市场上关于羟基磷灰石的事件动态正在以前所未有的速度更新，为行业注入源源不断的新活力！
羟基磷灰石或将迎来井喷时代
近期，医美市场上传来了令人振奋的消息，多家公司在羟基磷灰石领域取得了显著进展。深圳市迈捷生命科学有限公司的骨填充材料、深圳大洲医学科技有限公司的生物玻璃人工骨、陕西巨子生物技术有限公司的骨修复材料，相继获得了骨科相关认证。这些进展不仅展示了羟基磷灰石在医美及医疗领域的广泛应用前景，也反映了整个行业的发展势头迅猛，吸引了众多玩家、资本和终端市场的广泛关注与高度期待。
首先是「摩漾生物」完成近亿元B+轮融资，公司创始人林光明借此表示预计在明年年初拿下三类医疗器械注册证，上半年正式销售。如果产品顺利获批，摩漾生物也将拿下羟基磷灰石材料在国内医美面部软组织注射填充领域的首张合规三类证。
其次，注射用羟基磷灰石复合填充Singderm®Dual “美神针”于欧洲首发，该产品将透明质酸(HA)和羟基磷灰石(CaHA)结合在同一支注射器中，在德国杜塞尔多夫国际医院及医疗设备展览会（MEDICA）上赢得了高度关注。
除此之外，羟基磷灰石相关的消息不断被放出，艾尔建、金赛药业、昊海生科、德国Merz等国内外的企业都在积极备战，想要拿下市场第一款合规证件的野心十足。
从2020年被明确规定按照III类器械管理，到如今经历3-4年的发展历程，2025年羟基磷灰石或将迎来井喷时代。
什么是羟基磷灰石？
羟基磷灰石（hydroxyapatite, HA），化学式为Ca10(PO4)6(OH)2，简称HAP或HA。是一种人造骨代替材料，具有生物相容性好、生物活性强、生物降解性能好、组织相容性好等特点。它是一种无机非金属骨组织工程材料，主要成分是磷酸钙，是人体骨组织的主要成分之一。
羟基磷灰石可以模拟天然骨组织的化学成分和晶体结构，能够在体内促进骨细胞的活化和骨组织的再生，是一种广泛应用于骨组织工程领域的骨生物活性材料。这个矿物又被称为氢氧基磷灰石。
人类对羟基磷灰石的认识可以追溯到古代，当时人们就已经知道骨骼和牙齿中含有这种物质。然而，直到20世纪，随着科技的发展，科学家们才开始深入研究羟基磷灰石的化学成分和晶体结构。他们发现，羟基磷灰石的化学成分和晶体结构与脊椎动物的骨骼和牙齿的矿物成分非常相似，这使得它在医疗、牙科等领域具有广泛的应用前景。
随着研究的深入，人们发现羟基磷灰石具有优良的生物相容性和骨传导性，可以促进骨组织的生长和修复，这使得它成为骨移植材料的首选。如今，羟基磷灰石已经被广泛应用于医疗、牙科、陶瓷等领域，并且其应用范围还在不断扩大。
羟基磷灰石的性质及应用
羟基磷灰石由于本身良好的生物降解性、生物相容性、生物活性并且安全无毒；同时具有高强度、骨传导、耐高温、铁电和催化活性等诸多优异的性能，发展前景极其光明。羟基磷灰石的性能还在不断地探索和开发，这有利于进一步研发出结构和性能优异的羟基磷灰石材料，拓展其应用范围。
（1）药物递送载体和肿瘤治疗
羟基磷灰石对部分药物有较高的加载能力，且本身具有良好的生物相容性和生物降解性，因此具有作为药物载体的潜力。尤其改性羟基磷灰石作为药物载体剂，可以应用于骨相关疾病、抗生素载体、抗炎、致癌药、医学影像、蛋白质递送剂等不同疾病中。基于羟基磷灰石和羟基磷灰石复合纳米结构的药物递送系统的开创性进展，预示着其未来良好的发展。
（2）硬组织修复材料
羟基磷灰石和骨骼中的无机成分高度接近，有着优异的生物降解性、骨传导性、生物相容性以及骨诱导性，因此是最受欢迎的骨替代材料之一。Yu等人以负载硅酸镁的羟基磷灰石超长纳米线作为制备骨缺损修复支架羟基磷灰石纳米线@硅酸镁纳米片（HApNW@MS）核壳多孔分级纳米复合材料（纳米刷）的原料，该支架不仅能促进大鼠骨髓源性间充质干细胞的附着和生长，而且能够诱导rBMSCs血管内皮生长因子基因、成骨分化相关基因的表达。另外，该支架可以显著促进体内骨再生。
羟基磷灰石中的Ca2+、PO43-和OH-可以被其它原子取代而不改变晶体结构，掺杂各种离子的改性纳米结构羟基磷灰石在骨科应用有关的生物相容性都有所提高。纯羟基磷灰石支架脆性大，对血管化和骨诱导作用不足，研究表明改性羟基磷灰石在促进骨再生修复方向极具应用潜力以及发展前景。
（3）穿皮器件及软组织修复
羟基磷灰石凭借其良好的生物相容性、高度的溶解性，植入体内后能与组织在界面上形成化学键性结合，不仅安全、无毒，还能传导骨生长，是典型生物活性陶瓷材料。当羟基磷灰石用作穿皮种植时，能够与上皮组织进行密和，防止细菌感染和炎症。将羟基磷灰石植入肌肉或韧带等软组织中，微毛细管和无炎性细胞不复存在。
（4）生物诊断和生物检测
在生物诊断和生物检测中，细胞和活体的荧光成像具有重要的作用。羟基磷灰石的纳米颗粒组成相对简单，在具体合成中能够吸入有机荧光分子和部分发光基因，同时，羟基磷灰石也是常用的生物成像试剂之一，可以用于生物诊断和生物检测中。
（5）催化剂
改性羟基磷灰石是一种可以根据不同制备方式而具有不同性质满足在不同领域，特别是多相催化领域的控制孔隙度或分层结构的设计需求的材料，而被广泛运用，从而引起了人们的极大兴趣。羟基磷灰石结构的特殊性在于它能够接受大量的阴离子和阳离子取代基，并且能够形成固溶体，从而使改性羟基磷灰石适用于不同的应用。
（6）隔热阻燃材料
羟基磷灰石的熔点高达1650℃，且热导率较低，因此在隔热阻燃等领域的应用潜力十分突出。近年来，Lu等人研发了一种由羟基磷灰石超长纳米线制成的高柔性、不可燃的羟基磷灰石纸。该纸可用于印刷和书写，有望永久、安全的存储档案和重要文件等信息。
（7）生物涂层材料
羟基磷灰石与天然骨组织的生物相容性极佳，因此被认为是高分子和金属生物材料中最理想的涂层材料。由于羟基磷灰石涂层的生物相容性和骨结合性性能都得到了增强，因此被广泛应用于直接植入骨骼上的生物医学设备。尽管目前已经研发羟基磷灰石涂层工艺技术，但其应用发展仍被耗费时的羟基磷灰石合成以及额外多余的涂层工艺所束缚。
（8）光学应用
证件、文件和钞票等一系列的造假是全世界都关注的问题。Yang等人研发了一种具有防水保温、耐火、发光等优良性能，并且具有防伪应用的新型超长羟基磷灰石纳米线基纸。用其制作的产品往往具有独特的性能，如高柔韧性、良好的可加工性、书写印刷能力、可调谐发射色、防水性、耐火性等。此外，一些在正常环境光下看不到，但在紫外光照射下能够发光的设计良好的图形能够镶嵌到纸张中。
（9）水处理
羟基磷灰石具有吸附和离子交换能力，它可以用于污水中染料分子和重金属/有害离子的吸附。Zhang等人以超长羟基磷灰石纳米线和具有优良过滤和吸附性能的纤维素纤维为基础，开发了一种新型的环境友好型滤纸，用于高性能净水。
（10）高温质子导体
六方相羟基磷灰石具有质子导电性，在高温下，其羟基质子能够沿着c轴移动。Liu等人通过电化学沉积羟基磷灰石晶种，在晶种层上进行二次水热晶化，以促进c轴与基片正常生长，在晶种层上进行三次水热晶化，以促进a轴生长，以填补定向晶之间的空隙。由于质子主要沿着羟基磷灰石晶体的c轴方向输运，因此与跨膜厚度的晶畴的c轴取向显著增强了质子的传导。
（11）其它电性能相关材料
天然形态的羟基磷灰石纳米晶是骨的主要成分——一种已知的压电材料。合成羟基磷灰石由于与天然骨结合牢固，被广泛应用于植骨和假肢热释电涂层中。纳米晶合成羟基磷灰石薄膜最近被发现具有很强的压电性和热释电性。羟基磷灰石上的电荷影响细胞活性，这一现象可转化为临床相关的多孔支架结构，证明了对临床使用的生物材料如羟基磷灰石的改进对患者有潜在的益处。
羟基磷灰石的天然来源
羟基磷灰石是一种不错的再生材料。而天然来源的羟基磷灰石又远优于人工合成的。羟基磷灰石作为一种重要的生物矿物，不仅在人体和动物体内发挥着关键作用，还在地质环境中有所分布。其独特的化学和物理性质使其在医学、材料科学等领域具有广泛的应用前景。
常见的天然羟基磷灰石来源。大概来源有人体、动物、地质环境等。
哺乳类和禽类：
包括牛骨、猪骨和羊骨等。当钙和磷原子比（Ca/P）＜1.67时，此类羟基磷灰石被认为是钙不足的。以牛骨材料为例，与人工羟基磷灰石相比，牛源羟基磷灰石是少钙型HAP，同时晶体结构中存在微量元素可导致磷灰石晶格发生改变，使结晶度降低，溶解度、生物活性和吸收性提高。
目前牛骨衍生材料通常用作骨移植材料，Ramesh等的研究发现，牛源羟基磷灰石显示出良好的热稳定性，因为即使在1000°C的温度下，也没有发生任何分解。
鱼类：
鱼骨富含磷和钙，是羟基磷灰石的天然来源，但在600°C以上煅烧时会部分转化为β-三钙磷酸盐（β-TCP）。因此根据不同的煅烧加工标准，鱼骨会形成单相HAp或双相HAp-TCP生物陶瓷。除了鱼骨，鱼鳞也可以用于提取羟基磷灰石。
Sathiskumar等人的研究报告称，从鱼粉制备的HAp表现出更强的生物活性，所含阳离子（如Mg、Al、Sr、Zn等）和阴离子（如Cl和F）可应用于生物医学，特别是加速骨骼修复。
蛋壳/贝壳：
蛋壳、蜗牛壳和贝壳等是富含钙的生物壳，已显示出用于生产羟基磷灰石的一定独特优势。
这类羟基磷灰石具备超孔隙率的特点，具备很好的胶原再生诱导能力和填充塑形效果，为此很适合应用于医疗美容的骨性填充。
且是无炎症诱导，相对市面很多再生材料就更安全更有效。
矿物
石灰石和白云石等无机矿物含有大量的钙，不同矿物所含杂质不同，会影响煅烧过程。与石灰石相比，白云石煅烧更易分解，原因在于白云石含有碳酸镁，在较低温度下煅烧分解有助于在碳酸钙分解前打开孔隙，而这些孔隙又为碳酸钙分解过程中释放的二氧化碳提供了通道，加快了反应进程。
白云石中的镁（Mg）是人体的必需成分，对皮肤组织形成有刺激作用，也是骨骼发育和代谢活动必不可少的。结合到HAp结构中的镁有助于促进成骨细胞的增殖。
以上介绍的天然生物材料有各自特点，但某些来源也存在不可忽视的缺陷，比如动物源性感染风险，一定程度上限制了动物骨骼在医疗应用中的使用。
来源：综合自材料颜究院、21世纪经济报道等
添加小编微信可进行业交流群
