可降解医用金属功能化表面改性研究进展

近年来,以镁、铁、锌为代表的可降解医用金属由于其独特的体内降解性能和优异的生物相容性成为国内外研究热点.这类可降解医用金属能够在体内逐渐被体液腐蚀降解,它们所释放的腐蚀产物能够给机体带来恰当的宿主反应,当协助机体完成组织修复的任务后将全部被体液溶解,避免了二次手术.前期研究表明,三种可降解医用金属在实际临床应用中尚存在一些不足:镁及镁合金的体内降解速率过快,降解过程中产生的氢气会对植入物周围组织和细胞产生不利影响;铁及铁合金的体内降解速率过慢;锌及锌合金的降解速率最符合临床要求,但是其较低的力学性能限制了锌及其合金的应用.鉴于此,可降解医用金属的功能化表面改性技术应运而生.功能化表面改性技术不仅可以实现对可降解医用金属腐蚀行为的调控,还可根据不同的临床需求提高其生物相容性、抗菌活性、抗凝血性能和促成骨性能等.目前,各类表面改性技术已能够有效改善各类可降解医用金属的性能.镁及其合金是研究最为广泛的一类可降解医用金属,各类表面改性技术,如转化涂层、沉积涂层、复合物涂层等已能够显著降低镁及其合金的腐蚀速率.针对铁及其合金的表面改性技术主要以纯铁以及Fe-Mn合金为主,但目前针对铁及其合金的表面改性技术尚难以满足其理想的降解模式要求.锌及其合金是新一代可降解医用金属,现有的表面改性技术主要是为了增强其生物相容性和抗菌性能.本综述归纳了各类表面改性技术的特点,对各类技术的制备方法、应用及目的进行了介绍,并对其未来研究趋势进行了展望.     

骨植入医用钛合金表面改性涂层研究进展

钛合金具有优良的力学性能以及良好的生物相容性,使其广泛应用于骨植入生物医药领域.随着植入物性能要求的不断提高,力学性能优异的高强模比新型医用钛合金逐渐被开发,同时,由于钛合金存在表面细胞粘附性差等骨整合问题,通过表面改性来提升钛合金生物相容性成为医用钛合金的研究焦点.概述了骨植入医用钛合金的发展历程和常用的表面改性涂层...     

镁合金材料表面涂层构建及表征

镁合金作为一种新型的可降解生物医用金属材料,在力学性能、生物相容性和生物降解性能方面都具有优越性,目前在医用材料领域已成为研究热点。然而由于其存在腐蚀速率快和腐蚀不均等不足,这势必会阻碍它的应用及发展。因此对镁合金材料表面进行改性处理,增加耐腐蚀性,同时提高其生物相容性,已经成为可降解镁合金发展与应用中的重要组成部分。采用一种细胞内的天然高分子聚合物,即聚β-羟基丁酸酯(poly-beta hydroxy butyric acid ester,PHB)作为涂层材料,在WE43镁合金表面制备PHB涂层,考察改性后镁合金材料的表面形貌和生物相容性。实验结果表明,经聚合物PHB涂层后的WE43镁合金聚合物涂层分布较均匀,对镁合金有较好的保护作用。另外,PHB涂层明显提高了镁合金的血液相容性,对细胞的增殖起到了一定的促进作用,并有利于细胞迁移。该研究为可降解医用镁合金材料的研究提供一种新思路。     

医用钛表面生物活性化研究

钛及钛合金具有优良的生物相容性和机械性能，已应用于临床．尤其是用作骨替换与修复材料。但是．钛属于生物惰性材料．不能与骨组织形成化学键合或称骨键合。通过表面改性可使其在生理环境具有诱导羟基磷灰石在表面自发生长的能力．即生物活性化。这是当今生物医用材料研究的热点领域之一。本文评述了钛表面生物活化的研究现状．简要总结了本课题组在这方面的研究工作。     

医用钛表面生物活性化研究

钛及钛合金具有优良的生物相容性和机械性能,已应用于临床,尤其是用作骨替换与修复材料.但是,钛属于生物惰性材料,不能与骨组织形成化学键合或称骨键合.通过表面改性可使其在生理环境具有诱导羟基磷灰石在表面自发生长的能力,即生物活性化.这是当今生物医用材料研究的热点领域之一.本文评述了钛表面生物活化的研究现状,简要总结了本课题组在这方面的研究工作.     

生物医用镁合金材料的应用及耐蚀性研究进展

镁合金具有良好的力学性能,与人体生物相容性好,尤其是在人体内具有可生物降解的特点,是一种非常有前途的可降解生物医用金属材料.综述了镁和镁合金作为可降解生物医用材料的优越性和存在问题,生物医用镁合金的国内外研究现状,镁和镁合金的腐蚀机理及腐蚀类型,总结了当前用于提高生物医用纯镁和镁合金耐蚀性的方法,并对生物医用镁合金体内体外耐蚀性能进行了比较,展望了可降解生物医用材料的未来发展前景和研究方向.     

钛合金在骨科植入领域的研究进展

钛合金具有良好的生物相容性,同时相比传统植入物金属材料有较低的弹性模量,在生物环境下具有良好的抗腐蚀性能,这些优异的性能使钛合金作为医用植入物材料备受青睐.钛及钛合金作为医用植入物材料在临床中得到广泛应用.在不同的临床应用过程中,植入物材料常因金属的降解、与骨的生长融合、抗菌等因素,而对材料本身的性能有着不同的要求.因此,制备具有优异综合性能的钛合金材料以满足临床需求是科研工作者当前面临的重要问题.本文系统介绍了医用钛合金材料的结构、性能特点及目前在骨科应用方向的研究现状,在未来研究中,将通过改变元素组成、增加表面改性、优化生产工艺等方式,使钛合金材料能够以优异的综合性能更好地服务于人类.     

Fe-Mn合金在生物医学方面的应用及前景

生物可降解支架是在植入手术后血管修复期间为血管提供一定的支撑作用,然后预期在血管修复完成后一段时间内,通过与体内环境的相互作用转化成无毒性的降解产物被人体所吸收或排出体外。因此,人们对作为可降解支架的金属材料的力学性能、耐腐蚀性、降解特性、生物相容性等都提出了严格的要求。近年来,铁基合金作为可降解金属材料成为生物医学领域新的研究热点。纯铁是人体必需的微量元素之一,且具有优异的力学特性、耐腐蚀性、降解特性、生物性能以及加工成型性,这使得铁基合金作为生物医用可降解材料成为可能。然而,纯铁的降解速率过慢,这是阻碍其作为生物医用金属材料的主要问题之一。合金化在改善铁基材料降解性能的同时也可以改善力学性能,从而提高铁基材料的综合性能。在提高降解速率的同时,铁基材料也应保证足够的力学性能来支撑血管,并且力学性能越好、支架壁越薄、质量越小,则越能缩短降解时间,降解产物越少,对人体的毒性也越小。本文综述了铁基合金作为支架材料的研究现状,以及目前报道的铁锰合金的力学性能、腐蚀降解性能以及体外细胞相容性,并重点介绍了铁锰合金在生物可降解支架方面的研究现状以及需解决的关键问题,同时给出可能的解决方案。     

可降解镁合金临床应用的最新研究进展

作为新一代可降解医用金属材料,镁合金具有良好的力学性能、生物可降解性以及生物相容性。镁合金用作骨修复材料时,可以有效避免应力遮挡效应,有利于促进骨愈合;用作血管支架材料时,可以在狭窄的血管内经过一段时间支架支撑和药物治疗完成正性重构后,自行降解消失,从而降低再狭窄的风险。因此镁合金作为可降解医用材料具有很广阔的临床应用前景,在骨内植物器械和血管支架等领域有巨大的应用潜力。首先介绍了镁合金作为可降解医用材料所具有的优点以及目前所面临的主要挑战,然后分别阐述了镁合金在骨内植物器械和血管支架领域临床应用研究的最新进展,重点介绍了上海交通大学有关可降解医用镁合金的最新进展,最后总结并展望了可降解医用镁合金未来的发展前景。     

医用钛合金骨移植材料的研究现状

纯钛及钛合金以其优异的生物相容性、抗腐蚀性及与骨相近的弹性模量,在医学领域中获得了越来越广泛的应用.综述了医用钛合金骨移植材料的发展现状,并从抗磨损、耐腐蚀及生物活性3方面阐述了钛及其合金的表面改性技术.