全浩正博士研究组开发的涂有人工骨的钛片……
韩国科学技术研究院(KIST)全浩贞博士研究组开发的涂有人工骨的钛片。
资料来源:韩国科学技术研究院(KIST)

在植入物上涂上“人造骨”可以防止炎症

研究人员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。

骨骼疾病是否由于人口老龄化和其他因素,以及牙科和骨科的使用,在现代社会变得越来越普遍植入物治疗骨病的人数一直呈上升趋势。种植体的历史可以追溯到公元1年,古罗马时期就开始使用铁制牙齿种植体。然而,尽管有着悠久的历史,仍然存在许多与种植体相关的问题,例如由于种植体与骨组织融合缓慢而导致的种植体疏松炎症需要进行二次手术。

为了缓解这些问题,人们试图在植入材料上覆盖“人工骨“它的成分与真正的人骨相同。传统的涂层然而,方法需要合成过程来制造人工骨材料和单独的涂层过程,这需要很长的时间。此外,基质与人工骨涂层层之间的结合往往较弱,容易造成损伤甚至脱落,在临床环境中能够应用于实际患者的强涂层方法很少。

在这种情况下,韩国科学技术研究院(KIST)生物材料中心的全浩正博士研究组宣布,开发出了与传统涂层材料相比,粘合强度达到3倍的陶瓷人工骨涂层。

研究组开发出了至少需要1天时间、数十个步骤的人工骨涂层诱导技术。利用该技术,无需单独合成人工骨涂层的原料,可以制造出纳秒级的涂层激光无需任何昂贵的设备或热处理工艺。

不仅如此,与目前临床上应用的少数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层。此外,在使用这种工艺的情况下,它不仅能在金属表面形成坚固的涂层,甚至还能在诸如骨科塑料植入物等高分子材料的表面形成坚固的涂层,这是传统工艺无法实现的。

激光诱导单步镀膜原理图
激光诱导单步镀膜诱导羟基磷灰石合成、HAp-基板混合熔融层、HAp镀膜层形成过程示意图。在图中,绿圈和红圈分别表示“Ca2+”和“PO43.”离子。
资料来源:韩国科学技术研究院(KIST)

为了减少流程中的步骤的数量以及时间,同时确保健壮的涂层,全博士的团队定位解决方案中的材料涂层含有钙和磷,骨骼的主要成分,并与激光辐照。在激光靶部位局部升温,引起钙磷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,人工骨的合成组件是由激光诱导,同时,表面的衬底加热超过人工骨材料的熔点融化表面吸附,得到硬化,它最大化绑定力量。

全博士表示:“利用纳秒激光进行羟基磷灰石涂层的方法是在生物材料常用的钛和PEEK等非生物活性材料上诱导生物活性的简单方法。我预计它将成为游戏规则的改变者,因为它将广泛应用于需要骨整合的各种医疗设备。

这项研究发表在先进功能材料

订阅我们的时事通讯

相关文章

一种3D打印设备来刺激神经

一种3D打印设备来刺激神经

一种带有3d打印外壳的微型薄膜电极被植入了鸣禽的外周神经系统,在那里它成功地记录了驱动鸣禽发声的电脉冲。

气凝胶:未来的微观结构材料

气凝胶:未来的微观结构材料

来自Empa的科学家能够3D打印出由二氧化硅气凝胶制成的稳定、形状良好的微结构,用于生物技术和精密工程。

用于个性化医疗的3D打印生物材料

用于个性化医疗的3D打印生物材料

赢创医疗系统负责人Marc Knebel解释了新型高性能聚合物VESTAKEEP Care M40 3DF的优点和应用。

植入物有望再生骨骼

植入物有望再生骨骼

研究人员开发了一种再生植入物,可以帮助修复身体创伤、手术或骨质疏松症后的骨深损伤。

3D打印膝关节植入为关节炎患者

3D打印膝关节植入为关节炎患者

一种使用3D打印植入物的突破性新治疗方法已经获得批准,将在英国进行临床试验,这将为数万名膝关节骨关节炎患者带来缓解。

改变形状的植入物来治疗剧烈疼痛

改变形状的植入物来治疗剧烈疼痛

一种超薄、可充气的设备,结合了软机器人制造技术和微流体,可以用于治疗最严重的疼痛形式,而不需要进行侵入性手术。

三维生物复合材料可以修复大骨缺损

三维生物复合材料可以修复大骨缺损

松开髋关节内植入物会对骨骼造成严重的损伤,简单的更换不足以在运动过程中承载重量。研究人员已经转向生物打印技术来解决这个问题。

生物电子软界面具有广阔的发展前景

生物电子软界面具有广阔的发展前景

研究人员已经在他们的软电极阵列中证明了MRI的兼容性——这是转化为临床的关键一步。

3D打印植入物中嵌入抗生素,用于再生受损骨骼

3D打印植入物中嵌入抗生素,用于再生受损骨骼

研究人员在高温下制作了含有抗生素的3D支架植入物。这些支架支持骨再生和控制骨感染。

受欢迎的文章

订阅简报
Baidu