用人造骨涂覆植入物以防止發炎

除其他因素外，由于人口老齡化，骨病正變得越來越普遍，并且使用牙科和整形外科植入物來治療骨病的人數正在上升。植入物的歷史可以追溯到公元1年，當時在古羅馬使用了鍛鐵牙植入物。然而，盡管歷史悠久，但是仍然存在許多與植入手術相關的問題，例如由于緩慢整合到骨組織中或由于炎癥而需要進行二次外科手術而導致植入物松動。

為了減輕這些問題，已經嘗試用具有與實際人骨相同組成的“人造骨”涂覆植入物材料。然而，常規的涂覆方法需要合成過程以制造人造骨材料和單獨的涂覆過程，所有這些都是費時的。另外，基材和人造骨涂層之間的結合力往往很弱，導致損壞甚至脫落，而且很少有可用于臨床患者的強力涂層方法。

在這種情況下，韓國科學技術研究院(KIST)生物材料中心的Hojeong Jeon博士的研究小組宣布，他們開發了一種陶瓷人工骨涂層，其粘附強度是傳統涂層材料的三倍。

研究團隊開發了一種技術，只需一個小時即可誘導人造骨涂層。這樣的程序以前需要一天的時間，并且需要數十個步驟。無需在單獨的過程中合成用于人造骨涂層的原材料，并且可以使用納秒級激光創建涂層，而無需任何昂貴的設備或熱處理。

Jeon Ho-jung博士在KIST的團隊開發的鈦合金表面涂有人造骨。圖片來源：韓國科學技術研究院(KIST)

另外，可以形成具有比當今臨床上應用的幾種人造骨涂層技術更強的結合力的涂層。該方法不僅可以在金屬表面上形成堅固的涂層，而且還可以在聚合物材料(例如整形外科塑料植入物)的表面上形成堅固的涂層，這是常規方法無法實現的。

為了減少過程中涉及的步驟數量并確保堅固的涂層，Jeon博士的團隊將要涂層的材料放置在包含鈣和磷(骨骼的主要成分)的溶液中，并用激光照射。在激光器的目標位置以局部方式升高溫度，引起涉及鈣和磷的反應，從而生成陶瓷人造骨(羥基磷灰石)并形成涂層。

與傳統的涂層方法不同，人造骨成分的合成是通過激光誘導的，并且將基材表面加熱到熔點以上。人造骨材料吸附在融化的表面上并變硬，從而使結合強度最大化。

Jeon博士說：“使用納秒激光的羥基磷灰石涂層方法是一種在非生物活性材料(如通常用作生物材料的鈦和PEEK)中誘導生物活性的簡單方法。我預計它將通過改變它而改變游戲規則將廣泛應用于需要骨整合的各種醫療設備。”