无定形磷酸钙目前已被广泛应用于口腔正畸护理、骨替代物、药物递送材料及血管支架中，其中对特殊低分化细胞、细胞因子、药物的靶向运送材料及新型生物可降解冠状动脉支架尚处于研发阶段，为今后无定形磷酸钙给人类疾病的治疗方法提供更多可能。 2.1 生物矿化中的无定形磷酸钙  1965年，Eanes等[4]实验证实无定形磷酸钙是骨的成分之一，并指出在生物矿化过程中，无定形磷酸钙是生物磷灰石生成的重要前体，一个暂时的过度相[14]。目前在不同物种的生物矿化体系中，均已发现有短暂的无定形矿物相即无定形磷酸钙存在，如Beniash等[14]在研究老鼠下颌切牙的釉质分泌时发现，早期分泌的牙釉质有一个短暂的无序无定形磷酸钙阶段，随着时间推移无定形磷酸钙转化为最终的晶相磷灰石矿物。Eanes[15]发现，与成熟的骨矿物相较，新形成的骨矿物中有相当多的无定形成分，即无定形磷酸钙。后来Betts等[5]研究发现骨中无定形磷酸钙的含量会随着年龄的增长而减少，用高分辨技术研究发现，骨中99%的矿物是结晶较差的磷灰石[10]，且随着年龄的增长，骨与牙齿中羟基磷灰石逐渐增加，而无定形磷酸钙的比例逐渐减少[16-17]。同样Mahamid等[18]在成骨早期也发现无定形矿物即无定形磷酸钙含量较高，随着骨骼的成熟，晶相矿物即磷灰石的比例增加，这与Betts等的发现相一致。生理pH下，无定形磷酸钙向骨矿物原型羟基磷灰石转化的可能机制为：无定形磷酸钙溶解通过成核生长形成磷酸八钙固相后析出，再通过局部规整反应水解转化为热力学上更稳定的羟基磷灰石，这通常需要几十个小时[19]。依据Heughebaert等[20]所描述的，在无定形磷酸钙凝胶中，存在这样的内部水解，即H2O+PO43-→HPO42-+OH-，用固态核磁共振(NMR)检测已发现在无定形磷酸钙中有HPO42-和OH-的存在。以此可以推出无定形磷酸钙在体液中可能的离子转化机制如下公式(1)：无定形磷酸钙ACP?9Ca2++6PO43-、H2O+PO43-?HPO42-+OH-、Ca2++2-COOH? -(COO-)2Ca+2H+、-COOH?-COO-+ H+、OH++H-?H2O。 2.2  口腔方面的应用及应用特点  磷酸钙类由于对龋的抑制作用被广泛用于口腔材料，如充填材料、窝沟封闭剂及正畸黏结剂中[20]。 在充填材料及窝沟封闭剂方面，牙科复合树脂借助其性能和美观上的优势，在牙科充填材料中被广泛运用，其应用比例高达46.6%[21]。但是牙科复合树脂多是自酸蚀黏结剂，虽然暂时满足了牙科方面对它的需要，可长期以来，复合树脂对牙本质具有酸蚀脱矿作用，且复合树脂修复体在患者口内更容易堆积菌斑[22]，菌斑生物膜所产生的酸性物质在复合树脂酸蚀脱矿的情况下，会导致充填物边缘继发龋的形成[23]，最终导致充填失败。而含有无定形磷酸钙颗粒的复合树脂材料不仅可以逐渐释放钙离子和磷酸根离子，在牙釉质和牙本质缺损处形成较为稳定的钙盐沉积物促进再矿化[24]，而且无定形磷酸钙本身的碱性特点和自酸蚀黏结剂的部分酸性成分中和，升高黏结剂的pH值，从而在理论上降低了黏结剂对牙本质表面的酸蚀作用。 其次在口腔正畸方面，为了达到牙齿的平衡、稳定、美观，邻面去釉成为矫治的一种方法，但邻面釉质磨削、再成形留下许多沟和划痕[25]，邻面去釉后不进行再矿化处理，这些不规则的釉质表面使菌斑更容易积聚，从而使釉质更易脱矿[26-28]。鉴于邻面去釉的不足，具有防龋作用的氟被用来弥补此不足，但对氟斑牙、氟骨症的考虑，使氟化物的应用受到一定的限制[29]。并且有人发现氟化物的应用还会导致变异链球菌耐药菌株的产生，而变异链球菌是引起脱矿的主要原因[30]。生理情况下，唾液中含有大量的钙、磷离子，它与釉质内的钙、磷离子维持一种相对的动态平衡。牙釉质表面吸附有唾液中的唾液蛋白，对细菌附着和脱矿有着抑制作用。同理，具有一定生物活性和生物相容性的无定形磷酸钙，借助其本身由磷酸根离子和钙离子组成的特点，成为口腔界护理材料方面关注的焦点。 目前无定形磷酸钙和富含高负电荷磷酸化丝氨酸残基的酪蛋白磷酸多肽结合形成的胶体状复合物(酪蛋白磷酸多肽-无定形磷酸钙，商品名为GC护牙素)的防龋、促矿化的机制是：无定形磷酸钙与牙面和菌斑上的酪蛋白磷酸多肽结合，在菌斑内细菌代谢产酸，使pH下降，牙釉质脱矿，菌斑上的酪蛋白磷酸多肽-无定形磷酸钙非常容易分解，从而产生钙离子和磷酸根离子，一方面氢离子通过和磷酸根离子相结合形成磷酸氢盐或磷酸二氢盐，对菌斑的酸性环境进行缓冲，使pH升高，抑制脱矿；另一方面，无定形磷酸钙释放的大量钙磷离子，使钙磷离子的饱和程度在釉质表面的菌斑液中得到提高，并维持这种高浓度的状态，随着时间的延长，钙磷酸盐逐渐向病变深部转移，并以难溶性盐的形式沉积于病变的更深部位，从而发挥其再矿化作用。而Rose[31]研究认为酪蛋白磷酸多肽-无定形磷酸钙对致龋菌有着一定的杀菌、抑菌作用，即酪蛋白磷酸多肽-无定形磷酸钙对获得性膜和细菌细胞膜上的钙桥黏着位点竞争性结合，极大减少了细菌黏附于获得性膜上或钙桥细菌间的相互黏附，这样菌斑内的钙离子浓度较高，使致龋菌细胞处于高钙环境中，再加上细胞膜钙泵的作用，细胞内的钙含量也逐渐升高，直至影响细菌内的代谢过程，从而产生间接抑菌、杀菌作用。 目前借助无定形磷酸钙防龋、抑制脱矿、促进再矿化、治疗牙本质敏感症等优点，已制成含有无定形磷酸钙的牙膏、口香糖、漱口水等牙齿防龋护理材料，并广泛应用于口腔界。另外研究发现含有酪蛋白磷酸多肽-无定形磷酸钙的糖果和饮料并无感官效果[32]，且酪蛋白磷酸多肽-无定形磷酸钙是奶酪的天然衍生物，因此将其作为防龋的食品添加剂正在受到广泛的关注。 2.3  骨修复材料中的应用及应用特点  目前临床上广泛使用的是自体移植物和移植材料来修复骨缺损，考虑到传统材料在免疫原性、供给不足等方面的局限性，已将含有良好的生物相容性的无定形磷酸钙材料广泛研究应用于传统骨修复材料的替代中[33-34]。 作为磷酸钙家族的一员，无定形磷酸钙在体内表现出了比磷灰石较好的骨传导性，比磷酸三钙更高的生物降解性能，且无定形磷酸钙具有再矿化、促进骨细胞黏附、增生、分化等较好的表面特性，借助其具有骨形成和再生的能力，成为骨修复应用的候选材料。目前有3方面的应用：①等离子喷涂涂层：含有无定形磷酸钙的等离子喷涂羟基磷灰石涂层是最发达的磷酸钙涂层，无定形磷酸钙对等离子羟基磷灰石涂层的机械性能、金属的黏附性和生物相容性方面起着至关重要的作用[35-36]，借助无定形磷酸钙快速溶解及对骨细胞的黏附性和促进增生的特性，从而使金属假体快速固定到骨组织。②骨水泥：磷酸钙骨水泥近来在骨替代物领域受到广泛关注，将其做成糊剂来很好地满足缺损骨的形状，所生成的具有生物活性的硬化材料还可以帮助骨愈合，另外还可以将其可注射的糊剂应用于微创植入，但磷酸钙水泥的吸收缓慢及骨再生率低，尤其在颅骨修复中其局限性更明显[37]。而含有50%无定形磷酸钙的可注射Bionbon糊状水泥除了在37 ℃、20 min内即可获得硬化材料外，其所生成纳米晶体磷灰石在尺寸上更接近于人骨的磷灰石晶体[38]，在改善吸收率和骨再生率的同时，还在其他物理化学特性上与骨矿物有很强的相似性，因此曾有“仿生”之称。也有直接将体外制成的硬化材料用于骨的替代修复，如将无定形磷酸钙与PLAGA混合，经烧结后形成生物可降解多孔的三维支架，借助其有利于组织长入的优点，成为骨修复应用的理想材料[39]；另外，经细胞培养发现，无定形磷酸钙-左旋聚乳酸复合物不仅可增加细胞的相容性，且在形态学微观结构上会经历多种形态变化，因此将无定形磷酸钙加入左旋聚乳酸中创建的表面多孔的骨组织工程支架材料在组织工程软骨支架方面也成为合适的候选者之一[40]。③药物递送材料：植入物的成功与否与植入物相关的感染有着明确的关联，为了预防植入物相关的感染，可将抗生素用于其表面的涂层中或本体 中[41]。同理还可将各种生长因子如重组人骨形态形成蛋白2用于其中，从而满足人体骨骼修复的需求[38]。 2.4  冠状动脉可降解支架方面的应用及应用特点  近年来生物可降解血管支架研究较为火热，无定形磷酸钙作为无机可降解生物材料，具有良好的亲水性和细胞相容性，被广泛应用于冠状动脉支架涂层及生物全降解支架材料的研究。 Ma等[42]将含有不同比例乳酸羟基乙酸PLGA与无定形磷酸钙涂层的血管支架植入到大鼠腹主动脉，得出结论，认为PLGA/无定形磷酸钙比例在50∶50与75∶25之间的支架涂层材料，对于支架涂层及药物缓释应用是最好的。加入无定形磷酸钙的涂层复合材料能够平衡聚合物降解时间、中和酸性炎症反应以及增加涂层的黏度，从而给血管支架应用带来了全新的涂层设计。Lan等[43]研究者将无定形磷酸钙加入到聚左旋乳酸PLLA当中形成一种新型的聚合物-生物陶瓷混合材料，将PLLA/无定形磷酸钙制成管状支架在体外降解，检测其经不同降解时间后的径向支撑性能，发现其支撑性能明显优于单纯PLLA，从而为PLLA/无定形磷酸钙复合材料应用于血管支架平台提供了一个良好的材料选择。同样Zheng等[44]将无定形磷酸钙融入到聚左旋乳酸PLLA制成支撑本体应用于血管支架，形成了一种全新的生物全降解支架平台体系。通过将PLLA/无定形磷酸钙管状血管支架植入新西兰大耳兔髂动脉中1个月后检测其无明显炎症反应，证明了这种复合材料的安全性、可行性及良好的生物相容性。而在国内李虎、贺素媛等[45-47]将含有无定形磷酸钙的生物全降解冠状动脉支架成品植入到小型猪冠状动脉内，通过28 d观察，对动物的存活率、肝肾功能、炎症因子、冠状动脉造影及形态学观察证实，含有无定形磷酸钙的冠状动脉支架较之单纯PLLA支架具有更好的生物相容性，更低的炎症反应，从而为无定形磷酸钙在冠状动脉支架领域的研究起到了推动作用。 通过对无定形磷酸钙与聚合物混合材料的研究可以发现，无定形磷酸钙作为聚合物辅助材料有其特有的应用特点。聚左旋乳酸因其在体内降解最终生成二氧化碳和 水[48]，已被美国FDA正式批准为用于置入人体的可降解材料，且已被许多学者证实了其具有相对较好的组织相容性。但聚左旋乳酸的酸性中间代谢产物会对周围组织产生毒性作用，诱发局部炎症反应[49]，刺激内膜平滑肌增生，甚至严重超过金属支架材料长期留存的不良影响。为此，将呈碱性的无定形磷酸钙(无定形磷酸钙)均匀地溶入多聚左旋乳酸中，待其在体内缓慢降解的过程中，通过公式(1)可能的机制逐渐中和多聚左旋乳酸的酸性降解产物，从而减轻聚合物支架的酸性炎症反应，增加了聚合物支架的生物相容性[42]。另外无定形磷酸钙还增加了聚合物材料的机械强度，有利于药物的传递，增加细胞黏附性，减少细胞凋亡并促进细胞增殖及迁移，从而使多聚左旋乳酸聚合物支架在临床上的应用成为可能[40, 50-52]。另外，在支架置入的球囊扩张过程中，不可避免损伤内皮，为了避免急性血栓的形成及后期长期金属异物刺激所致的内膜平滑肌增生，将抗增殖药物应用于支架表面涂层，但抗增殖药物快速高浓度的释放，不仅抑制了内膜平滑肌的增殖，同时也对血管内皮高度抑制，增加了术后晚期血栓发生率。而将抗增殖药物均匀融入含无定形磷酸钙的新型全降解支架，在支架本体降解过程中，使药物缓慢释放，高度可控，在抑制内膜平滑肌的同时又不会对内皮产生明显的损害作用，在解除原有涂层支架对血管内皮和平滑肌双重抑制的弊端方面提供了可能[53-54]。"