涂层黑科技渗入骨骼植入领域
2016-08-19 12:14:29
作者:本网整理 来源:网络
美国北卡罗莱纳州立大学研究人员近日公布一项研究成果,经热处理的生物活性涂层对聚醚醚酮(PEEK)聚合物类骨骼植入体表面进行羟磷灰石(HA)涂覆,可提高该植入体与周围骨骼组织的结合功能,又称骨整合技术。
聚醚醚酮(PEEK)作为一种常用于骨骼植入体材料,具有与真实骨骼相似的机械性能,且在水环境及有机体环境中不易发生降解。但该材料不易与骨骼进行骨性连接,因此需要涂覆一种粘接材料羟磷灰石(HA),HA是骨骼生长的一种主要物质,在人体骨骼中,含量达到70%。
涂覆技术主要涉及以下几个步骤:
(1)将植入体表面包覆一层氧化钇稳定型二氧化锆(YSZ)陶瓷,以此达到在下一步热处理过程中对聚合物材料的保护;
(2)涂覆HA涂层,并采用微波技术加热处理,形成晶体结构。该结构比磷酸钙材料在体内的稳定性更高;
(3)将上述热处理后的植入体置于压热器内,继续进行热处理,强化晶体结构。
科研人员对3种植入体进行动物试验:植入体空白对比样、涂覆了HA涂层且经过微波热处理的植入体、涂覆了HA涂层且经过微波和压热器热处理的植入体。采用三维X射线成像技术和显微镜观察机体组织变化,评估植入体与周围骨骼组织的结合情况。结果表明,涂覆HA涂层且经热处理的植入体与对比样相比,在骨性结合方面得到显著提高。科研人员采用顶出试验测试骨骼植入后的稳固程度,结果表明,粗糙表面的PEEK植入体经HA涂层涂覆并热处理后,具有更好的稳固性。
北卡罗莱纳州立大学机械与航空工程学教授Afsaneh Rabiei表示“我们能够采用此项技术将HA涂层涂覆于植入体整个表面,并进行动物模型实验,结果令人满意。”值得注意的是,该项研究采用的涂覆技术能确保不规则表面也能涂覆,以达到更佳的骨整合效果。
上述骨骼植入体已完成老鼠动物实验,其研究成果发表于《材料科学与工程》杂志。
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