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研究人员用人造骨涂覆植入物以防止发炎

由于人口老龄化以及其他因素,在现代社会中,骨病正变得越来越普遍,并且使用牙科和整形外科植入物来治疗骨病的人数正在上升。当在古罗马使用锻铁牙植入物时,植入物的历史可以追溯到公元1年。然而,尽管历史悠久,但是仍然存在许多与植入程序相关的问题,例如由于缓慢整合到骨组织中而导致的植入物松动或需要二次外科手术的炎症。

为了减轻这些问题,已经尝试用具有与实际人骨相同组成的“人造骨”涂覆植入物材料。然而,常规的涂覆方法需要合成过程以制造人造骨材料和单独的涂覆过程,这需要很长时间。另外,基材和人造骨涂层之间的结合力往往很弱,导致损坏甚至脱落,而且很少有可用于临床患者的强力涂层方法。

在这种情况下,韩国科学技术研究院(KIST)生物材料中心的Hojeong Jeon博士的研究小组宣布,他们开发了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诱导人工骨涂层的技术,该技术至少需要一天的时间,并且只需一个小时即可在一个小时内完成数十个步骤。通过使用该技术,无需在单独的过程中合成用于人造骨涂层的原料,并且可以使用纳秒级激光创建涂层,而无需任何昂贵的设备或热处理工艺。

不仅如此,与目前临床上使用的几种人工骨涂层技术相比,可以形成具有更强结合力的涂层。而且,在使用该方法的情况下,其不仅在金属表面上而且甚至在诸如整形外科塑料植入物的聚合物材料的表面上导致坚固的涂层,这是常规方法不可能的。

为了减少过程中涉及的步骤数量以及持续时间,并确保涂层牢固,Jeon博士的团队将要涂层的材料放置在含有钙和磷(骨骼的主要成分)的溶液中,并用激光照射。在激光器的目标位置以局部方式升高温度,引起涉及钙和磷的反应,从而生成陶瓷人造骨(羟基磷灰石)并形成涂层。

与传统的涂覆方法不同,人造骨成分的合成是通过激光诱导的,同时,将基材表面加热到熔点以上,以使人造骨材料吸附在熔化的表面上并变硬照原样,这将使结合强度最大化。

Jeon博士说:“使用纳秒激光的羟基磷灰石涂层方法是一种在非生物活性材料(如通常用作生物材料的钛和PEEK)中诱导生物活性的简单方法。我预计它将在这方面改变游戏规则它将广泛应用于需要骨整合的各种医疗设备。

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