目前认为出现无菌性炎症的原因可能与聚合物降解过程中酸性降解产物引起局部pH值下降有关［11］。因此，有学者将碱性物质，如碳酸钙、碳酸氢钠、钙羟基磷灰石引入聚合物中，可代偿聚合物降解引起的pH值下降，有助于防止无菌性炎症的发生［12］。另外，将聚酯-聚乙二醇共聚物作为前体物质合成水凝胶，这种水凝胶中聚酯在聚己二醇末端以低聚体形式存在，含量较低，在体内降解过程中不会引起炎症反应［8］。当然，无菌性炎症的根本解决办法是开发一种降解不释放或缓慢释放酸性降解产物的新型聚合物。
1.1.3 机械强度不足 单纯编织成的PGA无纺纤维支架不具备一定的抗压强度，通过聚合物包埋或热处理虽然可改善其机械强度，但仍然存在抗压强度不足的缺陷。Devin等［13］将羟基磷灰石(hydroxyapatile,HA)与50∶50 pLGA共聚物组成多孔复合基质材料，实验表明复合材料抗压弹性模量随HA成份增加而增加。聚合物降解后，含50%HA的复合材料模量为1459 MPa，而不含HA的基质材料模量为293 MPa。同时，HA的引入也延缓了聚合物的降解时间。含10%HA的复合材料6周内可完全降解，而含50%HA的复合材料则相对稳定。因此，将钙磷陶瓷引入PLGA共聚物，可改善PLGA的机械性能差、降解速度快、骨结合力弱等缺点。
1.1.4 其他 PLA、PGA及其共聚物还存在其他一些问题，如聚合物中残留的有机溶剂的细胞毒作用，以及可能引起的纤维化及与周围组织的免疫反应等问题［14］。
1.2 聚丁酸
聚丁酸(polyhydroxybutyrate,PHB)最早由Lemoigne(1964)从细菌中分离出来，随后在诸多细菌，如巨杆菌属、红螺菌属等的胞浆颗粒中均发现有这种聚合物。PHB是由3-羟基丁酸通过酯键链接而成。PHB最早被美国农业食品组织用作动物饲料，后来人们发现PHB具有压电效应，十分适合作为骨折固定材料，但由于单纯PHB易碎、热不稳定、降解时间长、可塑性和机械性能差等缺点限制了它的广泛应用。
将聚羟戊酸(polyhydroxyvalerate,PHV)引入PHB主链，形成PHBV共聚物，由PHB和0～24%PHV组成，可改善PHB的上述缺点。PHBV可在较低的温度下加工塑形，避免了PHB的热降解问题。PHBV通过微生物酶解和水解作用而发生降解，水解作用主要与环境酸碱度有关。Rivard等［15］用PHB/9%HV组成的PHBV共聚物制成三维立体泡沫用作软骨细胞、成骨细胞培养支架，细胞均匀分散在整个聚合物基质中，呈良好的粘附、增殖状态，并在培养21天时细胞生长达最大密度。但PHBV共聚物还存在机械性能差、骨结合力弱等问题。
1.3 聚偶磷氮
Allcock最早通过聚二氯化偶磷氮与氨基酸酯反应制得含氨基酸酯取代基的聚有机偶磷氮［poly(organo)phosphazenes］。这种聚有机偶磷氮具有良好的生物相容性，降解产物无毒，逐渐被用作药物控释载体。聚有机偶磷氮降解是通过氨基酸酯的水解，生成羧酸，再催化主链的裂解。因此通过调节水解不稳定性的氨基酸酯取代基与主链的化学组成可以实现聚合物降解速度的调控。其完全水解产物对人体基本无毒害作用。
Laurencin等［16］将聚有机偶磷氮用作成骨细胞培养载体，发现取代基为乙基甘氨酸酯的聚有机偶磷氮，不仅有利于细胞的粘附生长，而且可提高聚合物的降解率。在此基础上，通过盐析技术制成具有三维立体结构的聚甲基苯氧基乙基甘氨酸偶磷氮，平均孔径165μm，分布均匀，孔隙之间相互交通。将成骨细胞种植于其上，培养第1天成骨细胞就从材料表面长入孔隙内，并在21天的培养期中细胞以恒定速度增殖，呈现出良好的生物相容性。但其水解产物对人体可能产生一定毒害作用。
1.4 聚酸酐
聚酸酐是由羧酸聚合而成。性质活泼，遇水极不稳定。脂肪簇聚酸酐在几天内完全降解，而芳香簇聚酸酐则需几年时间才能降解完全。综合两者的特点，通过调整主链中两种单体的组成比例来调控材料的性能和降解速度。毒理学评价表明，聚酸酐的体内生物相容性非常理想，被广泛用于药物控释体系。
Attawia等［17、18］将酸酐和亚胺聚合成共聚物用作成骨细胞培养载体。其中亚胺成份由苯均四酸亚胺丙氨酸或偏苯三酸亚胺甘氨酸组成。酸酐成份由皮脂酸或1，6-二羧基苯氧乙烷组成。将共聚物制成圆盘状，与成骨细胞株MC3T3-E1共同培养，发现24小时内，酸酐单体在1，6-二羧基苯氧己烷的共聚物培养体系中，细胞粘附良好，形态正常。而单体在皮脂酸的共聚物培养体系中，由于聚合物表面的快速降解，导致细胞不粘附。在此基础上，进一步研究了在共聚物降解产物苯均四酸亚胺丙氨酸和苯均四酸存在的情况下，成骨细胞仍能维持特征性的多角形，在21天的培养期内维持分泌骨钙素的成骨细胞表型。这种亚胺酸酐共聚物对成骨细胞有良好的相容性，不影响表型表达，但其中的亚胺成份可能对细胞生长有影响。
2 天然高分子聚合物
2.1 胶原
胶原是动物体内含量最丰富的蛋白，约占人体蛋白总量的30%以上，其中以ECM中胶原蛋白含量最高。胶原蛋白在体内以胶原纤维的形式存在，其基本组成单位是原胶原分子，原胶原蛋白分子经多级聚合形成胶原纤维。胶原纤维与细胞外基质中其他成份形成结构与功能的复合体。胶原主要分五类，骨组织中为Ⅰ型胶原。胶原不仅为细胞提供支持保护作用，而且与细胞的粘附、生长、表型表达均有密切关系。
Ⅰ型胶原通过成骨细胞表面特异性受体β1整合素亚单位与成骨细胞紧密结合。Basle等［19］研究发现成骨细胞系Saos-2在异种骨基质中沿胶原纤维束粘附延展，用免疫组织化学技术观察到胶原纤维表面通过β1整合素亚单位与细胞外表面紧密结合，当抗β1整合素亚单位抗体存在时，细胞堆积，无定向延展。另有研究表明Ⅰ型胶原与成骨细胞复合可提高成骨细胞的成骨能力，刺激多潜能间充质细胞向成骨细胞方向转化，并促进细胞表达碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、Ⅰ型胶原及骨桥蛋白(osteopontin,OPN)［20］。Green等［21］研究证实Ⅰ型胶原是通过增强成骨细胞的蛋白激酶C活性，增强成骨细胞合成蛋白能力，同时该酶还可活化Na+/H+交换系统，提高细胞质中的pH值，促进成骨细胞增殖。
