碳酸钙作为一种天然无机矿物，具备来源丰富、成本低廉、生物相容性优良、可生物降解等核心优势，其降解产物为钙离子和二氧化碳，均为人体代谢所需成分，不会引发明显生物毒性，因而在生物医用领域的应用潜力受到广泛关注。近年来，随着材料制备技术的升级，碳酸钙被逐步开发为骨修复材料、药物载体、组织工程支架及牙科材料等，在临床诊疗与生物医学研究中展现出重要价值。

一、骨修复材料：仿生替代与骨再生促进

骨缺损修复是临床骨科常见难题，传统修复材料（如金属植入体、陶瓷材料）存在生物相容性欠佳、不可降解、骨整合能力弱等问题。碳酸钙因化学组成与人体骨组织无机相（羟基磷灰石）相近，且具备可控降解性，成为骨修复材料的理想候选之一，其中纳米碳酸钙、多孔碳酸钙及碳酸钙复合改性材料的研究最为活跃。

纳米碳酸钙凭借高比表面积与高反应活性，可模拟骨组织的纳米级微观结构，促进成骨细胞的黏附、增殖与分化。研究表明，纳米碳酸钙颗粒可通过激活PI3K/Akt信号通路，上调成骨相关基因（如Runx2、OCN）的表达，加速骨基质沉积，从而促进骨缺损愈合。多孔碳酸钙材料则通过调控孔隙结构（孔径50-500μm、孔隙率60%-80%），为成骨细胞的浸润、营养物质交换及新生血管长入提供通道，同时其降解速率可通过孔隙率与粒径精准调控，实现与骨再生过程的同步匹配。

为进一步提升力学性能与骨诱导活性，研究者常将碳酸钙与羟基磷灰石、胶原蛋白、聚乳酸（PLA）等材料复合。例如，碳酸钙/羟基磷灰石复合支架的力学强度较单一碳酸钙材料提升30%以上，且骨诱导性能显著增强，在兔股骨缺损模型中，术后12周可实现缺损区域的完全骨整合；碳酸钙/胶原蛋白复合材料则能模拟骨组织的有机-无机复合结构，提升材料与宿主骨的相容性，加速骨再生进程。

二、药物载体：可控缓释与靶向递送

传统药物递送系统存在药物利用率低、血药浓度波动大、毒副作用明显等缺陷，而碳酸钙凭借独特的理化性质，可作为药物载体实现药物的可控缓释与靶向递送，尤其适用于抗肿瘤药物、抗生素及骨修复类药物的递送。

碳酸钙作为药物载体的核心优势的在于其pH响应性降解特性：在正常生理环境（pH≈7.4）中稳定性良好，可避免药物提前释放；在肿瘤微环境（pH≈5.0-6.0）或细胞内溶酶体（pH≈4.5-5.5）的酸性条件下，可快速降解并释放药物，提升药物在靶部位的浓度，降低对正常组织的损伤。例如，将阿霉素（DOX）负载于纳米碳酸钙载体中，制备的DOX/CaCO₃纳米粒在肿瘤组织酸性环境中可实现药物的快速释放，体外实验表明其对肝癌细胞（HepG2）的杀伤效率较游离阿霉素提升2倍以上，且对正常肝细胞的毒性显著降低。

此外，通过表面改性（如包覆聚乙二醇、修饰靶向配体），可进一步优化碳酸钙载体的生物相容性、血液循环时间及靶向性。例如，聚乙二醇修饰的碳酸钙纳米载体可减少巨噬细胞的吞噬，延长血液循环时间至12小时以上；修饰RGD肽的碳酸钙载体可特异性结合肿瘤细胞表面的整合素受体，实现肿瘤组织的靶向药物递送，进一步提升治疗效果。

三、组织工程与牙科材料：多功能场景适配

在组织工程领域，碳酸钙可作为支架材料的组分，为组织再生提供结构支撑与微环境调控。例如，碳酸钙/PLA复合支架在软骨组织工程中，可通过碳酸钙的降解调节局部微环境pH值，促进软骨细胞的增殖与基质分泌，同时其多孔结构可模拟软骨组织的 extracellular matrix（ECM）结构，为软骨再生创造有利条件。在皮肤组织工程中，纳米碳酸钙可作为创面敷料的添加剂，通过促进成纤维细胞增殖与血管新生，加速创面愈合，同时其良好的吸湿性与透气性可提升创面愈合质量。

在牙科领域，碳酸钙主要应用于牙体修复、牙膏添加剂及牙周治疗材料。作为牙体修复材料，碳酸钙与玻璃离子水门汀复合，可提升材料的抗压强度与生物相容性，减少术后敏感反应；作为牙膏添加剂，超细碳酸钙颗粒具备温和的研磨性，可有效去除牙菌斑与牙结石，同时其碱性可中和口腔酸性物质，预防龋齿发生。此外，在牙周治疗中，碳酸钙多孔材料可作为牙周引导组织再生（GTR）膜的组分，阻挡上皮细胞迁移，为牙周膜细胞的增殖与牙周组织修复提供空间。

四、研究瓶颈与发展展望

尽管碳酸钙在生物医用领域的应用研究取得显著进展，但仍存在诸多瓶颈亟待突破：一是力学性能不足，单一碳酸钙材料的抗压强度较低（通常＜50MPa），难以满足承重骨修复的需求，需通过复合改性、结构优化等方式进一步提升；二是降解速率调控精度有限，部分碳酸钙材料降解过快，易导致植入体早期失效，而降解过慢则会影响骨再生进程，需建立粒径、孔隙率、表面改性与降解速率的量化关系；三是生物活性有待提升，单一碳酸钙材料的骨诱导活性较弱，需通过负载生长因子、干细胞或复合生物活性材料，增强其对细胞行为的调控能力。

未来，碳酸钙在生物医用领域的发展将聚焦于多功能化、精准化与临床转化三大方向。一方面，通过多组分复合与先进制备技术（如3D打印、原位聚合法），开发兼具力学强度、生物活性与可控降解性的多功能碳酸钙基材料；另一方面，加强材料与人体生理微环境的适配性研究，实现降解速率、药物释放速率与组织再生进程的精准匹配。同时，需加快临床前试验与临床试验研究，解决材料的生物安全性、长期有效性等关键问题，推动碳酸钙基生物医用材料从实验室走向临床应用，为骨修复、肿瘤治疗、组织再生等领域提供新型解决方案。

本文部分内容来源于《碳酸钙基生物医用材料的研究进展》[J]. 材料导报、《纳米碳酸钙在骨修复中的应用及机制研究》及行业公开报告，文中涉及信息仅供参考，若涉及侵权，请及时告知删除！