數(shù)字化載銀珊瑚羥基磷灰石人工骨的制備及生物學(xué)研究.pdf

1、研究背景:
　　 在世界范圍內(nèi)，由于創(chuàng)傷，腫瘤和感染等原因造成的骨缺損每年都在折磨著眾多的患者，需要進(jìn)行植骨移植。然而，臨床上對(duì)于大面積污染性骨缺損的治療使用常規(guī)的植骨材料有可能因繼發(fā)感染而致骨移植失敗。且臨床上細(xì)菌耐藥性的問(wèn)題日益嚴(yán)重，植骨材料加載抗生素的作用越來(lái)越局限化，從而對(duì)抗菌劑提出了更高的要求。近年來(lái)，無(wú)機(jī)抗菌材料以其有效的抗菌性、較高的安全性和穩(wěn)定性引起了廣泛關(guān)注。無(wú)機(jī)抗菌劑與有機(jī)天然抗菌劑相比，具有抗菌譜廣、長(zhǎng)效持

2、久、不產(chǎn)生耐藥性、無(wú)毒副作用等優(yōu)點(diǎn)。Ag+的抗菌性能是金屬離子中最強(qiáng)的，亦是應(yīng)用最早、最成熟的無(wú)機(jī)抗菌劑。
　　 長(zhǎng)期以來(lái)，研制具有抗菌功能的生物材料替代自體骨修復(fù)骨缺損一直是醫(yī)學(xué)和材料學(xué)領(lǐng)域的重要課題。而骨組織工程為骨缺損，特別是復(fù)雜結(jié)構(gòu)的骨缺損的修復(fù)帶來(lái)了新的期盼。骨組織工程包括三個(gè)關(guān)鍵因素:信號(hào)分子(骨生長(zhǎng)因子、骨誘導(dǎo)因子)、支架材料和靶細(xì)胞。其中支架材料的選擇是骨組織工程的核心問(wèn)題。目前的支架材料主要有天然的支架材料、人

3、工合成的支架材料以及復(fù)合材料。
　　 珊瑚羥基磷灰石(CHA)是由天然珊瑚通過(guò)“水熱反應(yīng)”轉(zhuǎn)變而來(lái)的羥基磷灰石，保留了天然珊瑚的多孔結(jié)構(gòu)，生物相容性好，具有較大的孔徑、較高的孔隙率和孔隙交通率。大量的文獻(xiàn)表明珊瑚類(lèi)人工骨為一類(lèi)較為理想的骨替代材料，并因?yàn)樗牧己媒M織相容性和三維多孔結(jié)構(gòu)，也被認(rèn)為是有前途的組織工程支架材料和載體。但CHA人工骨脆性較大，無(wú)法根據(jù)骨缺損的形狀個(gè)性化地制備出人工骨支架，存在一定不足。
　　 左

4、旋-聚乳酸(L-polylacticacid，L-PLA)是一種已在醫(yī)學(xué)上廣泛應(yīng)用的有機(jī)高分子材料，作為人體的植入物已經(jīng)通過(guò)美國(guó)食品藥品管理局的認(rèn)證，并已被廣泛用于內(nèi)固定裝置例如骨板、骨釘、手術(shù)縫合線(xiàn)等。其優(yōu)點(diǎn)是可降解性，良好的細(xì)胞相容性，容易塑形。
　　 然而，單一類(lèi)型材料(天然支架或人工合成支架)一般難以滿(mǎn)足骨組織工程用于細(xì)胞外支架材料的要求。天然材料具有生物相容性好、細(xì)胞識(shí)別信號(hào)、利于細(xì)胞黏附增殖;人工材料雖然缺乏細(xì)胞信號(hào)

5、，但具有天然材料所不足的可以大規(guī)模生產(chǎn)、可以設(shè)計(jì)和控制結(jié)構(gòu)、機(jī)械性能和降解時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)一定的方法將由幾種不同材料相結(jié)合形成，或者由生物材料與生長(zhǎng)因子復(fù)合而成，復(fù)合材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，在實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)取得了良好效果。天然生物衍生材料、高分子材料、陶瓷材料既可以作為復(fù)合材料的基材，又可作為其增強(qiáng)體和填料，他們互相搭配和組合形成大量性質(zhì)各異的復(fù)合材料。
　　 快速成形技術(shù)(RapidPrototypingTechnology

6、，RPT)是種基于離散堆積成型思想的新型成形技術(shù)，可快速、高精度地從CT數(shù)據(jù)完成快速成形生物模型的制造。它自20世紀(jì)80年代產(chǎn)生以來(lái)得到了迅速的發(fā)展，是制造技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)的一次重大突破，其對(duì)制造業(yè)的影響完全可以與數(shù)控技術(shù)相媲美。近年來(lái)，已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，可以制造任意復(fù)雜形狀的三維實(shí)體模型，為骨組織工程支架的個(gè)性化制造提供了可能。
　　 如果能夠利用快速成形技術(shù)，在保留珊瑚羥基磷灰石的天然微孔樣結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，載入銀離子，根據(jù)骨缺

7、損的形態(tài)，個(gè)性化地制備出具有抗菌性人工骨支架修復(fù)材料，這將極大地促進(jìn)抗菌性骨組織工程支架的發(fā)展。
　　 本研究將珊瑚羥基磷灰石(CHA)，通過(guò)溶液離子交換法，成功載入銀離子，制備出不同含銀量的載銀羥基磷灰石抗菌粉末，與聚乳酸(PLA)混合后，通過(guò)選擇性激光燒結(jié)快速成形制備出具有特殊形狀的數(shù)字化載銀抗菌人工骨(CHA-Ag)支架材料。通過(guò)系列實(shí)驗(yàn)，研究CHA/PLA-Ag人工骨支架材料的理化學(xué)特性、抗菌性、生物相容性，通過(guò)修復(fù)動(dòng)物

8、大段污染性骨缺損模型，探討其應(yīng)用于感染性骨缺損的可行性。
　　 研究目的:
　　 1、研究載銀數(shù)字化珊瑚羥基磷灰石/聚乳酸人工骨的制備及性能表征。
　　 2、研究載銀數(shù)字化珊瑚羥基磷灰石/聚乳酸人工骨的細(xì)胞相容性。
　　 3、研究載銀數(shù)字化珊瑚羥基磷灰石/聚乳酸人工骨體外抑菌性。
　　 4、研究載銀數(shù)字化珊瑚羥基磷灰石/聚乳酸人工骨載銀量及體外釋放速率。
　　 5、探討載銀數(shù)字化珊瑚羥基磷

9、灰石/聚乳酸人工骨的組織相容性與修復(fù)大段污染性骨缺損的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。
　　 研究方法:
　　 1.將珊瑚羥基磷灰石，經(jīng)球磨機(jī)球磨后成細(xì)顆粒粉末狀，過(guò)目篩后取顆粒大小為140-200μm，分別放在含有10-2、10-3、10-4、10-5mmol/LAgNO3溶液避光浸泡，制備出含不同質(zhì)量銀的載銀羥基磷灰石粉末，然后將其與L-PLA以3:1質(zhì)量比混均后，采用Simpleware3.1軟件，通過(guò)CAD構(gòu)建一數(shù)字化的圓柱形模型，通

10、過(guò)數(shù)控轉(zhuǎn)換，將其生成STL格式的文件，導(dǎo)入快速成型機(jī)中，采用選擇性激光燒結(jié)快速成型的工藝，將數(shù)字化的模型制備成制備出含不同質(zhì)量銀的載銀羥基磷灰石人工骨支架材料(CHA/PLA-Ag)。采用掃描電鏡、紅外光譜儀、X射線(xiàn)衍射儀對(duì)數(shù)字化載銀羥基磷灰石抗菌人工骨進(jìn)行理化、結(jié)構(gòu)分析。
　　 2.體外抗菌性能實(shí)驗(yàn)
　　 2.1抑菌圈實(shí)驗(yàn):復(fù)蘇金黃色葡萄球菌ATCC25923及大腸桿菌ATCC25922，接種于含LB液體培養(yǎng)基試管中，

11、于37℃恒溫?fù)u床中培養(yǎng)1d備用。取浸泡10-2、10-3、10-4、10-5mmol/LAgNO3所制備的5種珊瑚羥基磷灰石人工骨圓柱狀材料各1粒，分別置于接種有金黃色葡萄球菌(接種量為1.5×107CFU)及大腸桿菌(接種量為1.5×107CFU)的90mm的LB瓊脂培養(yǎng)基中，青霉素液滴作為陽(yáng)性對(duì)照組;于37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24小時(shí)，測(cè)量抑菌圈，記錄抑菌圈大小。每個(gè)菌株重復(fù)6次。
　　 2.2菌落計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn):將金黃色葡萄球菌及

12、大腸桿菌配制成濃度為3×108CFU/mL的細(xì)菌懸液。取100μL細(xì)菌懸液分別滴于載銀及未載銀珊瑚羥基磷灰石人工骨材料表面，于37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24小時(shí)。將材料置于5mLPBS液中，在漩渦振蕩儀上振蕩5min，洗脫細(xì)菌。取100μL洗脫液用PBS稀釋至適當(dāng)濃度，推平板，于37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3d后計(jì)平板菌落數(shù)及計(jì)算抗菌率。每個(gè)菌種實(shí)驗(yàn)重復(fù)6次。
　　 3.參照GB/T16886.1-2001idtISO10993-1:19

13、97和GB/T16175-2008,對(duì)載銀羥基磷灰石人工骨支架材料，進(jìn)行細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)、溶血反應(yīng)、急性毒性實(shí)驗(yàn)、遲發(fā)性超敏反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的生物學(xué)評(píng)價(jià)。
　　 3.1細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn):采用體外細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，觀(guān)察載銀羥基磷灰石人工骨支架材料浸提液對(duì)L-929細(xì)胞形態(tài)的變化，采用MTT法檢測(cè)對(duì)L-929細(xì)胞增殖情況的影響，以評(píng)價(jià)其細(xì)胞毒性。
　　 3.2溶血反應(yīng):檢測(cè)載銀羥基磷灰石人工骨支架材料浸提液的對(duì)新西蘭大白兔溶血率，評(píng)價(jià)材料的溶血

14、反應(yīng)。
　　 3.3急性毒性實(shí)驗(yàn):小鼠腹腔注射載銀羥基磷灰石人工骨支架材料的浸提液，觀(guān)察小鼠的毒性反應(yīng)，評(píng)價(jià)材料的毒性。
　　 3.4遲發(fā)性超敏反應(yīng)實(shí)驗(yàn):豚鼠皮內(nèi)注射載銀羥基磷灰石人工骨支架材料浸提液，觀(guān)察豚鼠皮膚過(guò)敏反應(yīng)情況，評(píng)價(jià)材料的致敏反應(yīng)。
　　 4.將不同質(zhì)量銀的載銀羥基磷灰石人工骨支架材料，采用原子吸收光譜儀
　　 對(duì)材料進(jìn)行Ag+含量分析。將10-3組載銀羥基磷灰石人工骨支架材料分別放置于初

15、始pH值為7.4的15mL模擬體液(stimulatedbodyfluid，SBF)中，在37℃恒溫箱中降解，并分別于1d、4d、7d、14d、21d、28d、49d檢測(cè)其在模擬體液中的銀離子釋放量和速度。
　　 5.于新西蘭大白兔脛骨干骺端構(gòu)建5mm×15mm的污染性腔隙性骨缺損，實(shí)驗(yàn)組植入10-3mmol/LAgNO3載銀羥基磷灰石人工骨支架材料修復(fù)骨缺損，對(duì)照組骨缺損區(qū)植入未載銀的羥基磷灰石/聚乳酸人工骨支架材料，空白對(duì)照

16、組骨缺損區(qū)不植入任何材料。于術(shù)后第1天，第4周、8周、12周行X線(xiàn)攝片，觀(guān)察骨缺損修復(fù)及骨塑形情況。參照Lane-SandhuX線(xiàn)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各組脛骨缺損的骨修復(fù)程度評(píng)分，標(biāo)本行HE染色組織學(xué)觀(guān)察以了解骨修復(fù)情況。
　　 結(jié)果
　　 1.采用珊瑚羥基磷灰石(CHA)粉末浸泡不同濃度的硝酸銀溶液，通過(guò)溶液離子交換法，制備出不同含銀量的載銀羥基磷灰石，再將不同的載銀CHA粉末與左旋聚乳酸(L-PLA)按3:1質(zhì)量比混均，并通過(guò)

17、CAD和選擇性激光燒結(jié)快速成形技術(shù)，可以成功制備出具有特殊形狀的數(shù)字化載銀抗菌人工骨支架材料。數(shù)字化CHA-Ag人工骨制備后為灰白色，其中浸泡10-2mol/LAgN03載銀珊瑚羥基磷灰石人工骨為棕黑色，其粉末制備成型前仍為灰白色，考慮為其載銀量相對(duì)較高，制備成型時(shí)銀離子經(jīng)激光束強(qiáng)光照射后與氧結(jié)合成氧化銀所致。制備的人工骨支架表面粗糙，呈規(guī)整的小圓柱體狀，粗細(xì)均勻，可見(jiàn)微孔結(jié)構(gòu)。各組材料的抗壓強(qiáng)度均大于1Mpa。
　　 2.體外

18、抗菌實(shí)驗(yàn)。抑菌圈實(shí)驗(yàn):浸泡10-4mmol/LAgN03、10-5mmol/LAgNO3濃度硝酸銀所制備的數(shù)字化CHA-Ag人工骨材料在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌均無(wú)抑菌圈產(chǎn)生。浸泡10-2mmol/LAgN03、10-3mmol/LAgN03濃度硝酸銀所制備的數(shù)字化CHA-Ag人工骨材料24h對(duì)2種細(xì)菌均產(chǎn)生抑菌圈，其中浸泡10-2mmol/LAgNO3載銀人工骨材料對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌圈直徑分別為(13.0

19、0±0.71)mm及(12.30±0.71)mm，浸泡10-3mmol/LAgN03載銀人工骨材料分別平均為(11.51±0.09)mm及(11.00±0.15)mm。金黃色葡萄球菌各材料間以及與青霉素對(duì)照組比較，單因素方差分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示各組方差不齊(F=5.149，P=0.020)，組間差異有顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=95370.727，P=0.000)，兩兩比較均有顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000)。大腸桿菌各材料間以及與青霉素對(duì)照組

20、比較，單因素方差分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示各組方差齊性(F=1.585，P=0.237)，組間差異有顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=2692.000，P=0.000)，兩兩比較均有顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000)。
　　 菌落數(shù)實(shí)驗(yàn):金黃色葡萄球菌、大腸桿菌與浸泡10-2mmol/LAgNO3載銀CHA-Ag人工骨材料接觸后無(wú)生長(zhǎng)繁殖，抗菌率為100％;與浸泡10-3、10-4、10-5mmol/LAgNO3載銀CHA-Ag人工骨材料接觸后生長(zhǎng)減

21、緩，表明有抗菌作用，對(duì)金黃色葡萄球菌抗菌率分別為99.99±0.00％、49.42±0.28％及22.18±0.26％;對(duì)大腸桿菌抗菌率分別為99.99±0.00％、44.66±0.44％及21.09±0.32％。金黃色葡萄球菌各材料間比較，單因素方差分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示各組方差不齊(F=6.154，P=0.004)，組間差異有顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=2E+007，P=0.000)，兩兩比較均有顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000)。大腸桿菌各材

22、料間比較，單因素方差分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示各組方差不齊(F=15.792，P=0.000)，組間差異有顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=1E+007，P=0.000)，兩兩比較均有顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000)。
　　 3.100％浸泡10-2mol/LAgNO3的CHA-Ag人工骨浸提液作用于L929細(xì)胞2、4、7d，大部分細(xì)胞死亡，呈圓形，生長(zhǎng)欠佳，對(duì)細(xì)胞有毒性，毒性分級(jí)為3級(jí);而10-3、10-4、10-5mmol/LAgNO3的CHA

23、-Ag人工骨浸提液作用于L929細(xì)胞2、4、7d后，細(xì)胞生長(zhǎng)旺盛，倒置顯微鏡下觀(guān)察，細(xì)胞膜完整，細(xì)胞呈典形的梭形，貼壁良好，毒性分級(jí)分別為1級(jí)、0級(jí)、0級(jí)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明10-3mmol/LAgNO3的CHA-Ag人工骨材料浸提液的細(xì)胞毒性均為0級(jí);溶血率為:2.22％，小于5％，符合生物醫(yī)學(xué)要求;急性毒性程度分級(jí)均為0級(jí);致敏反應(yīng)記分均為0分。表明10-3mmol/LAgNO3的CHA-Ag人工骨材料符合生物材料醫(yī)用標(biāo)準(zhǔn)。
　　

24、 4.10-2、10-3、10-4、10-5組Ag+含量分別為2310.520±33.418、318.692±1.763、67.535±0.191及6.050±0.028μg/g，單因素方差分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示各組方差不齊(F=9.005，P=0.001)，組間差異有顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=25847.567，P=0.000)，兩兩比較均有顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000)。10-3材料在體外SBF中Ag+呈緩慢釋放趨勢(shì)，在最初浸泡7d內(nèi)釋放

25、速度較快，之后釋放速度逐漸減慢。
　　 5.各組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物術(shù)后進(jìn)食基本正常，2周后均能自由活動(dòng)。其中10-3CHA/PLA-Ag組術(shù)口無(wú)明顯紅腫，無(wú)裂開(kāi)，無(wú)滲液流膿，愈合良好;CHA/PLA組術(shù)口愈合差，裂開(kāi)，術(shù)口紅腫滲液流膿，取分泌物行細(xì)菌培養(yǎng)，為金黃色葡萄球菌，術(shù)后2周術(shù)口軟組織腫脹減輕，逐漸愈合;空白對(duì)照組術(shù)口輕度紅腫，無(wú)明顯滲液流膿，1周后術(shù)口愈合良好。術(shù)后3月未出現(xiàn)動(dòng)物死亡，未出現(xiàn)病理性骨折。大體觀(guān)實(shí)驗(yàn)組及CHA/PLA

26、組兔脛骨缺損完全愈合;空白對(duì)照組缺損基本無(wú)骨修復(fù)作用，由纖維組織充填。實(shí)驗(yàn)組、CHA/PLA組及空白對(duì)照組的放射學(xué)檢查評(píng)分同一時(shí)間點(diǎn)比較，單因素方差分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示各組方差齊性(P＞0.05)，組間差異有顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，其中實(shí)驗(yàn)組、CHA/PLA組各時(shí)間點(diǎn)評(píng)分差別無(wú)顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)組、CHA/PLA組的骨修復(fù)作用無(wú)顯著差異，而實(shí)驗(yàn)組、CHA/PLA組與空白對(duì)照組各時(shí)間點(diǎn)評(píng)分差異有顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)意

27、義(P＜0.05)，實(shí)驗(yàn)組、CHA/PLA兩組均高于空白對(duì)照組的評(píng)分，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)組、CHA/PLA組有明顯的骨修復(fù)作用。
　　 結(jié)論:
　　 1.本研究采用珊瑚羥基磷灰石(CHA)粉末浸泡不同濃度的硝酸銀溶液，通過(guò)溶液離子交換法，制備出不同含銀量的載銀羥基磷灰石，再將不同的載銀CHA粉末與左旋聚乳酸(L-PLA)按3:1質(zhì)量比混均，并通過(guò)CAD和選擇性激光燒結(jié)快速成形技術(shù)，成功制備出具有特殊形狀的數(shù)字化載銀抗菌人工骨支架材

28、料，其工藝簡(jiǎn)便易行。并通過(guò)一系列方法對(duì)數(shù)字化載銀的珊瑚羥基磷灰石/聚乳酸人工骨支架材料進(jìn)行表征發(fā)現(xiàn)，本方法充分利用和保留了珊瑚天然的微孔樣結(jié)構(gòu)，各組材料的抗壓強(qiáng)度均大于1Mpa。
　　 2.載銀CHA/PLA-Ag人工骨材料體外抗菌實(shí)驗(yàn)表明，其對(duì)金黃色葡萄球菌及大腸桿菌均有抗菌作用，其中浸泡10-4、10-5mmo/LAgNO3載銀CHA-Ag人工骨材料體外對(duì)上述2種細(xì)菌抑菌圈實(shí)驗(yàn)為陰性，菌落數(shù)實(shí)驗(yàn)表明其抗菌率均低于90％，不符

29、合醫(yī)用抗菌材料標(biāo)準(zhǔn)。而浸泡10-2、10-3mol/LAgNO3的載銀人工骨材料體外對(duì)上述2種細(xì)菌產(chǎn)生明顯的抑菌圈，菌落數(shù)實(shí)驗(yàn)表明其抗菌作用明顯，抗菌率均大于90％，具有良好的抗菌性能，符合醫(yī)用抗菌材料標(biāo)準(zhǔn)。
　　 3.載銀人工骨支架材料體外生物學(xué)試驗(yàn)表明浸泡10-2mmol/LAgNO3所制備的CHA/PLA-Ag人工骨材料浸提液有細(xì)胞毒性，不符合生物材料醫(yī)用標(biāo)準(zhǔn)。而10-3、10-4、10-5mol/LAgNO3的CHA/P

30、LA-Ag人工骨浸提液對(duì)細(xì)胞毒性分級(jí)分別為1級(jí)、0級(jí)、0級(jí)。表明材料隨著載銀量增高，對(duì)細(xì)胞毒性越大。10-3、10-4、10-5mol/LAgNO3的CHA/PLA-Ag人工骨材料符合生物材料醫(yī)用標(biāo)準(zhǔn)，其中10-3mmol/LAgNO3載銀人工骨支架材料無(wú)溶血反應(yīng)、無(wú)全身毒性及致敏性，具有良好的生物相容性。
　　 4.載銀CHA-Ag人工骨材料的載銀量及釋放實(shí)驗(yàn)表明人工骨材料的載銀量隨著溶液中銀離子濃度的增加而增加，支架材料中銀

31、離子能保持長(zhǎng)時(shí)間的緩釋特性，從而能有效地避免銀離子早期大量釋放，保持長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)緩慢釋放，有效地減少銀離子對(duì)組織細(xì)胞的毒性作用。
　　 5.在修復(fù)兔脛骨干骺端污染性腔隙性骨缺損模型中，10-3mmol/LAgNO3所制備的載銀人工骨支架材料具有良好地抑制骨感染及修復(fù)骨缺損效果，表明羥基磷灰石人工骨載銀后與左旋聚乳酸復(fù)合后具有良好的抗菌性、生物相容性和骨傳導(dǎo)作用，未明顯影響成骨作用，是一種具有良好應(yīng)用前景的新型抗菌性骨修復(fù)替代材料