给植入物涂上“人造骨”以防止炎症
除其他因素外,由于人口老龄化,骨病变得越来越普遍,使用牙科和骨科植入物治疗骨病的人数也在增加。种植体的历史可以追溯到公元1年,那时古罗马使用锻铁种植体。然而,尽管种植体的历史很长,但仍存在许多与种植体相关的问题,如由于与骨组织融合缓慢导致种植体松动或炎症需要进行二次手术。
为了缓和这些问题,有人试图掩盖植入材料以“人工骨“这和真正的人类骨骼有相同的组成。然而,传统的涂布方法要求合成工艺人工骨材料的制造和单独的涂层过程都很耗时。此外,基质与人工骨涂层层之间的结合较弱,导致损伤甚至脱落,能够应用于临床实际患者的强涂层方法较少。
在这种情况下,韩国科学技术研究所(KIST)生物材料中心的Hojeong Jeon博士的研究团队宣布,他们已经开发出一种陶瓷人工骨涂层,其粘附强度是传统涂层材料的三倍。
该研究团队开发了一种技术,可以在一小时内通过单一过程诱导人工骨涂层;这种程序以前需要一天,需要几十个步骤。不需要在单独的过程中合成用于人工骨涂层的原材料,而且可以在不需要任何昂贵设备或热处理的情况下,用纳秒激光制造涂层。
此外,与目前临床上应用的少数人工骨涂层技术相比,可以形成具有更强结合力的涂层层。该工艺的结果是坚固的涂层,不仅在金属表面即使是在整形外科塑料植入物等高分子材料的表面,这也是传统工艺无法实现的。
为了减少过程中涉及的步骤,同时确保涂层坚固,Jeon博士的团队将材料涂在含有钙和磷(骨骼的主要成分)的溶液中,然后用激光照射。在激光的目标位置局部升高温度,引起钙和磷的反应生成陶瓷人工骨(羟基磷灰石)并形成涂层层。
与传统的涂层方法不同,人工骨成分的合成是通过激光诱导的,基材的表面加热到熔点以上。人工骨材料被吸附在熔化的表面并变硬,使粘结强度最大化。
全博士说:“羟基磷灰石涂层纳秒激光法是一种简单的方法来诱导非生物活性材料如钛和聚醚酮的生物活性,常用的生物材料。我预计它将成为游戏规则的改变者,因为它将广泛应用于各种需要骨整合的医疗设备。”
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