| 生物活性硬组织植入材料 | |
| 中国科学院金属研究所 | |
| 2004 | |
| 关键词 | 生物活性 硬组织植入材料 人工合成骨移植材料 生物材料 牙科材料 |
| 中文摘要 | 随着现代社会的发展和诊疗条件的提高，因创伤、肿瘤或骨病等原因所致的骨缺损病例不断上升。传统的自体骨移植和异体骨移植是治疗骨缺损的常用方法。然而，自体骨移植存在来源受限、影响供区功能、增加手术痛苦及易感染等缺点；而异体骨移植则存在难以及时获取、可能被传染疾病等缺点。研究和开发理想的替代骨移植的人工合成材料(植入材料)已成为医学和生物材料科学的重要课题。Ti和Ti合金因生物相容性好、机械性能和抗腐蚀性能优异，而被普遍认为是很有前途的医学植入材料。但是在长期临床应用后发现存在在植入材料周围组织中发现金属离子、植入后不能很快与人体软硬组织形成生物结合、耐磨性差等问题。该项目采用电化学和化学等复合表面改性技术在Ti6Al4V材料表面自生长了一种微晶氧化薄膜，这种薄膜的厚度大于10μm；硬度大于40Rc(Ti6Al4V硬度34Rc)；将具有自生长薄膜的Ti6Al4V浸入人体仿生液中4天后，其表面即生成富含Ca／P的类骨质物质，14天后即覆盖整个表面，其Ca／P化学成分和晶体结构与骨无机盐成份相似，因而说明该材料已具有生物活性；采用俄歇和能谱分析手段检测该薄膜中的元素组成，发现其中除金属Ti以外无其它有害金属，且在该材料浸入人体仿生液中3个月后的液体中没有检测到金属离子，长期检测正在进行，可以预测这种材料具有良好的阻隔性能；将具有自生长薄膜和无薄膜的Ti6Al4V与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)组成摩擦副，在磨损仪上进行耐磨性实验，与具有薄膜的Ti6Al4V对磨的UHMWPE磨耗为16.4μg，而与无薄膜的Ti6Al4V对磨的UHMWPE磨耗为-26.7μg，故说明前者具有良好的耐磨性；由于该项目制备的薄膜由基体原位生长而成，与基体为化学结合，故可以预测其与基体结合力及薄膜均匀程度均会好于HA涂层。由拉伸法测得的薄膜与基体结合力的初步结果为42MPa，而等离子喷涂HA涂层的结合力约为25MPa。在国内，以人工全髋关节移植和义齿种植为例，人工全髋关节置换术被广泛应用于临床已近40年，随着老龄化社会的迫近，越来越多的患者需要进行人工关节置换术。中国人口众多，随着经济的发展，人口的老龄化，牙齿缺损及缺失的修复将越来越多，种植义齿修复也将日益受到重视。仅以中国医科大学第一医院为例，骨外科每年进行人工假体置换手术500例左右，口腔医院每年进行牙齿缺损和缺失修复者约6000人次。需要注意的是，国内大医院使用的人工假体等硬组织植入材料皆为进口，由于置换假体费用过高，如每只髋关节大约2万元，每个人工义齿约4000元，致使很多患者无法承受，限制了这些植入材料的使用量。如果采用国产植入材料替代进口，降低材料成本，则需求量会大幅提高。该项目采用电化学和化学复合表面技术在Ti和Ti合金植入材料表面自生长具有生物活性的微晶氧化薄膜，在人体仿生液中生成Ca／P化学成分和晶体结构与骨无机盐成份相似，能与人体骨形成骨结合。Ti和Ti合金提供了坚强的支架作用，自生长薄膜可与机体软硬组织形成生长结合，具有良好的生物相容性，能有效充当新生骨形成支架，在体内自生长薄膜可逐渐发生生物替代和降解，最终被骨组织所替代等作用，是一种理想的人工合成骨移植材料，且由于制造技术简单，成本会较低。可广泛应用于骨、关节和牙齿的修复和替换材料，甚至将来可应用到诸如创伤、肿瘤造成的四肢节段性骨缺损，脊柱结核性骨缺损，以及溶骨性转移瘤、骨髓瘤和脊椎血管瘤的椎体成形术或人工椎体术的应用中。合作方式：技术转让等。 |
| 语种 | 中文 |
| 内容类型 | 成果 |
| 源URL | [http://210.72.142.130/handle/321006/68941]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 中国科学院金属研究所. 生物活性硬组织植入材料. . 2004. |
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