骨纳米微结构与机械强度.pdf

中华骨质疏松和骨矿盐疾病杂志 2009年 l2月第2卷第4期 · 254 · CHINJOSTEOPOROSIS＆BONEMINERRES Vo1．2 No．4 December20．2009 DOI：10．3969／j．issn．1674-2591．2009．04．007 · 综 述 · 骨纳米微结构与机械强度 王雪鹏，郝永强 [摘要】 骨强度主要由骨密度和骨质量两方面决定。骨质量属于骨生物力学范畴，用以描述骨的材料 学特征和结构强度 ，骨质量下降则骨脆性增加。与骨质量密切相关的骨显微结构、代谢转化率、积累性损伤 以及骨矿化和骨重建等因素都会影响骨强度。正常骨组织内各个纳米级组分的结构形态、生理特征和机械强 度决定整体骨质量。了解骨基质内独立胶原纤维和矿化晶体的纳米级结构特征对理解骨质量具有重要意义。 本文试从骨基质内部胶原纤维排列和导向、矿物晶体几何学形貌和构筑以及两者聚合方式等方面，讨论骨纳 米级结构与骨强度的关系。 [关键词】 骨强度；骨质量；骨纳米微结构 ；胶原纤维 ；矿物晶体 中图分类号：R366 文献标识码：A Relationshipsbetweenbonenanostructureandmechanicalproperties WANGXue-peng，HAO Yong—qiang’ ShanghaiKeyLaYooratoryofOrthopedicImplant，DepartmentofOrthopedciSurgery，NinthPeoplesHospital，Shanghai Jiao UniversitySchoolofMedciine，Shanghai200011，China [Abstract] Bonestrengthisdeterminedmainlybybonemassandqualiyt．Thelatterincludesseveralaspectsof bonestructureandcomposition，includingmicmarchitecture，boneturnover，boneremodeling，thedegreeanddistribution ofmineralisation，theextentofmicrodamageanditsrepair，eta1．Althoughbonemineraldensitymeasurementsas$essthe quantiytofbone，thequalityof the．tissueisapredictoroffragiliyt．BoneCna beconsideredacompositematerial，where thennaoscalecharacteristicsof itsconstituentsareimportanttohteoveralluqalityofbone．Understandingnnaogcaleprop- ． ertiesofboneiscriticalotunderstandingbonefragiliyt inosteoporosis．·Inhtisreview，wedescribedphysicalnadmcehani- calpropertiesof eachconstiutent suchasmineral crystal sizeandOrientation，coHagenfibrildiameterandorientation， nadtheinteractionofcollagenfd~ersnadmineralcrystal