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热处理生物活性涂层可提高植入式骨骼结合功能

热处理生物活性涂层可提高植入式骨骼结合功能

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美国北卡罗莱纳州立大学研究人员公布一项研究成果，经热处理的生物活性涂层对聚合物类骨骼植入体表面进行涂覆，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，如羟磷灰石（HA）。事实上，HA是骨骼生长的一种主要物质，在人体骨骼中，含量达到70%。

将上述骨骼植入体进行老鼠动物实验，并将研究成果发表于《材料科学与工程》杂志上。科研人员认为，此项研究成果将有助于各类骨科手术的效率，如脊椎手术、牙科手术等。

该所大学的一名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。

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；

<空调清洗p>（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。

科研人员还对3种植入体进行动物试石墨烯被称为“黑金”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。

科研人员还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。

Afsaneh Rabiei表示，该项涂覆技术可能会增加植入体成本，至于成本具体增加多少还不明确。同时指出，该项技术能提高手术成功率、减少后续手术的概率。他说：“尽管我们对HA或YSZ与健康风险相关的事项研究不多，但美国食品和药品管理局明文规定，HA或YSZ允许应用于长效型植入式医疗技术。因此，对我们来说，在HA涂层处理的植入体实施临床应用之前是不冲卡机需要再进行额外的临床试验。目前，我们正研究商业合作，推行该项技术。”

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