来源：iNature Life（ID：iNature_Lifes）
作为替代品，金属/非金属植骨材料在治疗外部创伤或骨病的骨缺损手术中发挥着重要作用。然而，迄今为止，由于金属材料无法就地成型，非金属材料机械性能差，可长期植入的材料相当有限。
近日，来自清华大学刘静等研究团队在Advanced Science上在线发表了题为“InjectableAnityand Remote Magnetothermal Eectsof Bi-Based Alloy forLong-Term Bone Defect Repairand Analgesia”的研究论文，首次提出了利用Bi合金实现非常有益的高热镇痛的非侵入式无线能量输送的非常规方法，避免了传统药物对骨重塑的不利影响。
骨骼在人体中起着相当重要的作用，如为肌肉和组织的附着提供框架，保护内部器官免受伤害。外部创伤、骨肿瘤和其他骨病导致骨缺损，并诱发急性或慢性疼痛，这是骨外科的主要挑战。这类病人需要骨移植来补充缺失的骨头。
据估计，全世界每年进行250万例骨移植手术，骨移植和骨替代物的市场销售额超过25亿美元。自体骨移植一直被认为是骨修复的黄金标准。然而，它的理想范围是有限的，而且可能引起一些并发症，如慢性疼痛。
此外，异体骨移植也可用于修复骨缺损。然而，在免疫排斥和病原体传播方面存在潜在的风险，而且骨供体的数量往往少于临床需要。最近，各种骨移植材料，如金属和非金属材料，已经被开发出来，以取代缺失的骨骼。
一般来说，理想的骨移植材料应具有与植入部位的骨相似的机械性能，并为新骨的附着生长提供良好的微环境。传统的金属骨移植材料，如金、银、钴铬合金已被用作骨组件。例如，它们可以被用于髋关节和膝关节，以取代坏死的骨头，起到支撑和承重的作用。然而，这些材料的弹性模量比骨组织高。而且，由于在接口处造成无菌性松动，它们必须在一定时间后被替换，这将使病人感到疼痛。并且它们的生产成本昂贵，形状可塑性差，因为无法被注射到骨缺陷中，必须在使用前被制成特定的形状。
作为一种选择，最近出现的低熔点金属显示出优异的性能，如低熔点、可塑性、良好的生物相容性，以及传统金属的基本特征，包括强大的机械性能、良好的导电和导热性。这样的金属材料正在成为3D打印、柔性电子和转化生物医学等领域的一个热门焦点。这种低熔点的特点使金属能够以低能量和低成本的消耗实现多模式的转化。
当受到温度变化时，它们更有可能做塑性变形。熔点约为60℃的铋基合金可作为3D打印材料，制作各种3D图形，或作为潜在的骨水泥来治疗骨伤。骨水泥已被引入临床，用于填充骨缺陷。然而，传统的骨水泥在凝固过程中会产生相对较高的温度，这可能会对周围的骨组织造成一定的损害，并有骨水泥渗漏的风险。低熔点金属在固体状态下显示出强大的机械性能，以取代石膏用于塑造或制作机械臂。
在该项工作中，Bi合金作为一种低熔点金属，因其不同的优点而被介绍为骨缺陷修复材料的候选材料。该研究认为生物基低熔点合金具有独特的可注射性、固液相变、机械性能和生物相容性，作为优秀的人工骨替代物，具有明显的长期骨亲和性。定向注射的Bi合金可在原位保持210天不动，并显示出良好的骨结合能力，以解决因骨修复材料丢失而造成的反复翻修创伤。此外，由于Bi合金具有出色的导电性和导热性，首次提出了利用Bi合金实现非常有益的高热镇痛的非侵入式无线能量输送的非常规方法，避免了传统药物对骨重塑的不利影响。疼痛敏感因子的表达明显减少，如白细胞介素-6、神经肽物质和瞬时受体电位香兰素1，揭示了热疗镇痛的潜在机制。
总之，该研究结果表明，Bi合金在骨修复和镇痛方面的联合治疗具有深远的临床应用价值。
参考消息：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/advs.202100719
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