复合工艺制备表面分级多孔的钛合金及生物相容性研究*
2021-08-04吴丽煌金明江刘剑楠金学军
功能材料 2021年7期
吴丽煌,金明江,刘剑楠,韩 婧,金学军,2
(1. 上海交通大学 材料科学与工程学院,上海 200240; 2.上海交通大学 医疗机器人研究中心,上海 200240;3. 上海交通大学 医学院 上海第九人民医院,上海 200011)
0 引 言
纯钛及钛合金是生物植入假体的首选材料之一。全异质纯钛假体虽然具有良好的生物相容性,但由于纯钛的弹性模量远高于自然骨的弹性模量,纯钛假体植入在临床上的失败率仍然高达60%~70%,这也制约着全异质种植体种植技术的发展与应用[1]。近年来,高强低模的β钛合金成为纯钛的主要替代材料,受到越来越多的关注[2-3]。有研究表明,全异质种植体只有与自体骨整合才能与口腔软组织有机结合,在种植体表面引入微纳分级的多孔粗糙结构,将为种植体的表面带来更大的比表面积,同时增加种植体表面的粗糙层厚度并改善表面润湿性,这会有利于靶蛋白的接触、成骨细胞的粘附,从而有利于新生骨组织长入种植体,促进种植体与新生骨组织牢固地结合,最终实现稳定、快速的骨整合[4-5]。
表面改性技术能使钛合金材料在具备优良力学性能的同时,具有更好的生物活性和生物相容性[6-7]。钛合金种植体表面的开放、连通的微纳分级结构模拟了骨小梁的层次复杂性,微米结构和纳米孔的结合会对细胞增殖和分化产生复合效应,进而在植入愈合过程中促进成骨组织的生长[8-10]。钛合金种植体的亲水性对于其生物相容性能有着关键的作用,更高的亲水性具有更利于蛋白质和细胞粘附的特性,进而也能提高细胞在材料表面增殖分化的能力[11]。……
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