α-磷酸三钙（α-TCP，Ca₃(PO₄)₂，CAS 7758-87-4）是磷酸三钙的高温相。其在生物医学中的价值来自水相环境下的相变能力：α-TCP处于热力学亚稳状态，接触水或体液后转化为低结晶度缺钙羟基磷灰石（CDHA）。该反应在体温附近进行，放热低，产物与骨无机矿物接近。反应式如下：
3Ca₃(PO₄)₂ + H₂O → Ca₉(HPO₄)(PO₄)₅(OH)
这一水化转化构成α-TCP用于骨修复、骨水泥、涂层和药物递送系统的化学基础。
自固化磷酸钙骨水泥
α-TCP粉体与水性固化液混合形成可注射浆体。α-TCP颗粒溶解，CDHA晶体在颗粒间隙沉淀并交织，浆体原位固化。与丙烯酸骨水泥相比，该体系不依赖剧烈放热聚合，避免热坏死。与烧结羟基磷灰石相比，α-TCP在体内可被破骨细胞介导吸收并参与骨重塑。临床上用于椎体压缩骨折的椎体成形、骨缺损填充、颅颌面塑形。粒径、比表面积、固化液组成和添加剂共同控制初凝时间、终凝时间、注射性和抗溃散性。
多孔支架与骨组织工程
α-TCP水化产物CDHA可构建相互连通孔结构。造孔剂、冷冻干燥、3D打印和发泡法引入孔隙，孔径在100～500 μm范围内有利于细胞迁移和血管化。α-TCP与PLGA、PCL、胶原、明胶、壳聚糖复合后，既提供生物活性，又改善力学性能。其溶解产生的Ca²⁺和PO₄³⁻缓冲聚酯降解带来的酸性环境，促进成骨细胞黏附、增殖和分化。降解速率通过结晶度、孔隙率、相组成和添加离子调节。该体系用于松质骨缺损、颌面重建和脊柱融合器。
植入体表面涂层与界面
α-TCP涂层沉积于钛、钛合金、不锈钢或多孔金属表面。涂层在体液作用下转化为CDHA，形成可与骨键合的磷灰石层。α-TCP比羟基磷灰石更易溶解，促进早期离子释放和骨长入。该涂层用于髋膝关节假体、牙种植体、脊柱内固定。涂层厚度、结晶度和孔隙率决定界面稳定性和长期负载能力。
药物与生长因子递送
α-TCP水泥可作为药物载体。抗生素、抗肿瘤药、BMP-2、VEGF等掺入粉体或固化液。固化条件温和，避免蛋白失活。释放行为由孔隙率、降解速率、药物与Ca²⁺和PO₄³⁻的相互作用控制。注射型α-TCP用于微创递送，填充不规则骨腔并局部释放活性分子，降低全身毒性。
牙科与颌面外科
α-TCP用于根尖修补、根管封闭、牙槽骨增量和颌面缺损重建。其固化产物与牙本质、骨组织形成化学键合。离子释放维持局部钙磷过饱和，促进牙骨质和骨组织沉积。该材料用于牙周骨缺损填充和种植体周围骨缺损修复。
材料设计关键
α相纯度、粒径分布、比表面积、水化活性、固化液离子强度、添加剂和灭菌方式决定最终性能。高温烧结后淬火保留α相；β相反应活性低，α相水化快。添加Mg²⁺、Si⁴⁺、Sr²⁺、Zn²⁺可调节降解速率和成骨响应。材料设计的核心是匹配骨缺损的力学支撑、降解速率和组织长入速率。α-TCP的生物医学用途围绕水化转化为CDHA这一核心反应展开，形成从骨水泥到支架、涂层和递送系统的完整技术路径。