本文献属于类型b（综述类科学论文）。以下是针对《crystals》期刊2021年发表的综述文章《hydroxyapatite based materials for bone tissue engineering: a brief and comprehensive introduction》的学术报告：

作者与机构
本文由南昌大学口腔医学院的Hui Shi、Ziqi Zhou、Wuda Li、Yuan Fan、Zhihua Li*和Junchao Wei*团队完成，发表于MDPI旗下期刊《crystals》2021年第11卷第2期（DOI: 10.3390/cryst11020149）。通讯单位为南昌大学口腔生物医学重点实验室。

主题与背景
本文系统综述了羟基磷灰石（hydroxyapatite, HA）基材料在骨组织工程中的应用进展。HA作为天然骨的主要无机成分，因其优异的生物活性、生物相容性和骨传导性被广泛研究，但其脆性和易聚集性限制了临床应用。文章旨在为研究人员提供HA基材料的全面介绍，涵盖离子掺杂HA、HA/聚合物复合物及表面修饰HA三大类材料的制备、功能化策略及其骨再生机制。

主要观点与论据
1. 离子掺杂HA的功能化策略
通过取代HA晶格中的Ca²⁺、PO₄³⁻或OH⁻位点，不同离子可赋予HA特异性功能：
- Sr-HA（锶掺杂HA）：Sr²⁺取代Ca²⁺可提升机械强度（压缩强度达66.57 MPa），并通过激活Wnt/β-catenin通路促进成骨分化，适用于骨质疏松治疗。动物实验显示，植入12周后Sr-HA支架可形成完全矿化的新骨（对比HA组仅形成类骨质）。
- Zn-HA（锌掺杂HA）：Zn²⁺掺杂后展现出抗菌性（对革兰氏阳性/阴性菌抑制率分别达50±5%和77±5%）和促矿化能力，其SBF溶液中形成的磷灰石层厚度随Zn含量增加而增大。
- Ag-HA（银掺杂HA）：Ag⁺掺杂可赋予HA抗菌性（即使Ag/Ca比低至0.005仍显著抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌），但高浓度银（>6.5 wt%）会引发细胞毒性。
- Si-HA（硅掺杂HA）：SiO₄⁴⁻取代PO₄³⁻可增强生物活性，体内实验表明Si-HA的骨生长速率（37.5±5.9%）显著高于纯HA（22.0±6.5%）。
- F-HA（氟掺杂HA）：F⁻取代OH⁻可降低HA溶解度并提升抗菌性。F-HA/聚醚醚酮（PEEK）复合材料在植入8周后显示更多新骨形成（对比纯PEEK组）。

1. HA/可降解聚合物复合材料的协同效应
   通过与聚合物复合，HA可弥补其力学性能不足：

   • HA/PLA（聚乳酸复合材料）：30-40 wt% HA含量使复合材料抗弯强度接近天然骨，且HA中和了PLA降解的酸性产物，促进成骨标志物（骨钙素、骨涎蛋白）表达。PLA/HA/胶原支架加载BMP-2后，12周内可完全修复兔桡骨缺损。
     
   • HA/PLGA（聚乳酸-羟基乙酸共聚物复合材料）：30 wt% HA使PLGA压缩模量提升6倍，MC3T3-E1细胞培养21天后，HA/PLGA组的钙沉积量是纯PLGA组的2.3倍。
     
   • HA/CS（壳聚糖复合材料）：原位杂交法制备的HA/CS纳米复合材料弯曲强度达86 MPa，植入12周后可完全修复兔股骨缺损，而纯CS组仍存在缺损。
     

2. 表面修饰HA以优化性能
   通过“嫁接至”（grafting to）或“从表面接枝”（grafting from）策略改善HA与聚合物基体的相容性：

   • 聚丙烯酸（PAA）修饰HA：使复合材料的断裂伸长率和拉伸强度显著提高。
     
   • 聚乳酸（PLLA）接枝HA（P-HA）：P-HA/PLLA复合材料拉伸强度达68.7 MPa，较未修饰HA/PLLA提升60%。
     
   • 硅烷偶联剂（如APES）修饰：通过酰胺化反应增强HA与聚合物界面结合，提升热力学性能。
     
   • BMP-2功能化HA：在大鼠颅骨缺损模型中，BMP-2修饰HA的新骨体积达50.54±13.51 mm³，骨生成率为64.38±17.22%。
     

论文价值与意义
1. 学术价值：全面梳理了HA基材料的设计原则与功能化路径，揭示了离子掺杂、复合改性与表面修饰的协同作用机制，为骨组织工程支架的理性设计提供理论框架。
2. 应用价值：针对不同临床需求（如抗感染、骨质疏松修复、负载生长因子）提出材料优化方案，例如Sr-HA用于代谢性骨病、Zn-HA用于感染性骨缺损。
3. 前瞻性观点：指出未来需开发仿生微环境响应的多功能HA材料，并解决纳米HA分散性、力学匹配性等挑战。

亮点
- 首次系统比较了六种离子（Sr、Zn、Ag、Si、F、Mg）掺杂HA的生物学效应与机制。
- 提出表面修饰HA的三类化学方法（缩合反应、开环聚合、偶联剂嫁接）及其对复合材料性能的影响规律。
- 强调临床转化需平衡材料抗菌性、成骨性与生物安全性（如Ag-HA的剂量控制）。

（注：全文共约1800字，严格遵循术语翻译规范，例如首次出现“hydroxyapatite”时标注“HA（羟基磷灰石）”，后续统一使用“HA”）