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鑽石可以幫助改進生物醫學植入物的相容性

鑽石可以幫助改進生物醫學植入物的相容性

圖片來源:RF123

來自皇家墨爾本理工大學(RMIT University)的研究人員首次使用了鑽石幫助改善身體對生物醫學植入物的相容性。

時下很常用的醫學植入材料之一是金屬鈦,這是一種非常可靠的金屬材料,可以針對患者的需求進行快速的定製化,但是,我們的身體有時候對這種材料是排斥的。這是由於金屬鈦中的化學物質,妨礙了組織和骨骼同生物植入物有效的結合。能否選用一種材料對鈦金屬進行好的包被從而改善它的生物相容性呢?

RMIT 的研究人員選擇了一種出人意表的特殊材料——鑽石,當然,處於成本考量,這是合成的鑽石(人造金剛石)。這種並不昂貴的材料為困擾研究人員許久的問題提供了一個切實的解決方案。

這是 3D 列印的人造金剛石首次應用於生物醫學植入,以及涉及骨骼肌肉系統的骨科手術。

這一突破是由 RMIT 大學工程系的生物醫學工程師 Kate Fox 博士和她的團隊實現的。

「現在,醫學植入物的金標準是鈦金屬,但是很多時候鈦植入物並不能夠如我們所希望的那樣,與身體很好的結合,」Fox 表示。

「為了解決這個問題,我們使用了 3D 的人造金剛石支架,以提供一種能夠讓常見的哺乳動物細胞粘附的表面塗層。我們使用爆炸納米金剛石來製造比鈦粉便宜的塗層。」

這種塗層不但能夠提供更好的細胞粘附性,還能夠促進哺乳動物細胞的增殖。鑽石提升了生物體內的骨骼與植入物間的整合,在一段時間裡降低了細菌的附著。

「我們的鑽石塗層不但能夠使得 3D 列印的植入物有更好的生物相容性,並且可以改善它們的佩戴和抗性。這是一種超級生物材料。」研究發表在了《ACS Applied Materials and Interfaces》上。這使得 RMIT 先進位造區在近期對關於 3D 列印鈦支架的進展有所突破。

這種包被在墨爾本納米製造中心通過微波等離子體過程實現。鈦支架同人造金剛石共同打造出了這種複合生物材料。

Fox 表示,這種技術應用於患者還需要幾年的時間,但是我們完成了最初的關鍵一步。

參與了相關研究的 Aaqil Rifai 博士表示,鑽石非常有效,因為碳本身就是人體的主要構成元素。

「碳具有難以置信的生物相容性,」Rifai 說。「我們的身體很容易接受並將鑽石作為複合材料界面的平台。」

除了骨科外,金剛石還被用於血管支架,有助於保持心臟動脈的開放性,以及關節、仿生學和假肢。

對於現在而言,研究人員正在集中研究這些技術如何應用於骨科。

「3D 列印是當今時代的一場突破性的革命。通過 3D 列印,我們可以設計出病人特定的醫學等級植入物。該技術快速、準確、可靠,節省了勞動時間。3D 列印的可擴展性正在迅速發展,所以我們可以預見,在不久的將來,在整形外科領域,金剛石塗層將會變得很普遍。」Rifai 表示。

參考資料:[1] Researchers bring the bling to improveimplants

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