钽锌共掺β-TCP多孔生物陶瓷支架的降解调控与成骨诱导双重突破：从力学增强到骨再生协同机制

　　本研究针对β-TCP陶瓷在骨修复中力学强度不足与降解不可控的难题，开发了钽/锌共掺杂β-TCP多孔陶瓷。通过微波-超声水热法成功实现离子掺杂，使抗压强度提升90%，降解速率降低40%，并显著激活成骨基因表达（Runx2↑180%，BMP2↑230%）。动物实验证实其修复效果优于纯β-TCP和商用生物玻璃，为非承重骨修复提供了新材料策略。

　　

通过新型微波-超声水热法制备的钽/锌共掺杂β-磷酸三钙（β-TCP）多孔生物陶瓷支架，成功解决了传统β-TCP机械强度不足与降解速率过快的问题。理化分析证实钽(Ta??)和锌(Zn2?)以2.46 mol%与2.35 mol%的掺杂量进入晶格，引发双向晶格畸变，使抗压强度从5.65±0.20 MPa提升至10.72±0.31 MPa，同时保持63.7±1.2%的理想孔隙率。钽离子形成钝化层调控钙离子(Ca2?)释放（28天降解率5.96% vs 纯β-TCP的9.8%），锌离子则富集磷酸根(PO?3?)加速仿生矿化。该材料显著上调大鼠骨髓间充质干细胞(rBMSCs)的成骨基因表达：Runx2上升180%，BMP2上升230%，骨钙素(OCN)上升190%。在大鼠颅骨临界骨缺损模型中，微CT与组织学分析显示钽/锌-β-TCP组骨体积分数(BV/TV)达45.98%，优于纯β-TCP（22.27%）和45S5生物玻璃产品Novabone（41.67%）。这种三重协同效应——力学增强、免疫调节与血管生成-成骨耦合作用，使其成为非承重骨修复领域的突破性材料。