用“人工骨”涂覆牙科和整形外科植入物以防止发炎

激光诱导单步涂层诱导羟基磷灰石合成，HAp-基底混合熔融层和HAp涂层形成过程的示意图。在p中，绿色和红色圆圈表示“ Ca2 +”和“ PO43”。离子。

与现有的临床产品相比，具有优异的涂层性能，同时降低了生产成本和时间：在金属和聚合物材料的表面上进行“人造骨”的合成和涂层。

由于人口老龄化以及其他因素，骨病在现代社会中变得越来越普遍，并且使用牙科和整形外科植入物来治疗骨病的现象正在增加。植入物的历史可以追溯到公元前1在古罗马使用锻铁牙科植入物时。然而，尽管历史悠久，但是仍然存在许多与植入程序有关的问题，例如由于缓慢整合到骨组织中而导致的植入物松动或需要进行二次外科手术的炎症。

为了减轻这些问题，已经尝试用具有与实际人骨相同组成的“人造骨”涂覆植入物材料。然而，常规的涂覆方法需要合成过程以制造人造骨材料，并且需要单独的涂覆过程，这需要很长时间。另外，基材与人造骨涂层之间的结合力往往很弱，导致损坏甚至脱落，而且很少有可用于临床患者的强力涂层方法。

全智贤博士的团队在KIST开发的钛合金表面涂有人造骨。

在这种情况下，韩国科学技术研究院（KIST）生物材料中心的Hojeong Jeon博士的研究小组宣布，他们开发了一种陶瓷人造骨涂层，其粘附强度是传统涂层材料的三倍。

该研究团队开发了一种诱导人工骨涂层的技术，该技术至少需要一天的时间，并且只需一个小时即可在一个小时内完成数十个步骤。通过使用该技术，不需要在单独的过程中合成用于人造骨涂层的原材料，并且可以使用纳秒激光来创建涂层，而无需任何昂贵的设备或热处理过程。

KIST生物材料中心的Ho-eong Jeon博士。

不仅如此，与目前临床上使用的少数几种人工骨涂层技术相比，可以形成具有更强结合力的涂层。而且，在使用该方法的情况下，其不仅在金属表面上而且甚至在聚合物材料如整形外科塑料植入物的表面上均导致坚固的涂层，这是常规方法不可能的。

为了减少过程中涉及的步骤数量和持续时间，并确保涂层牢固，Jeon博士的团队将要涂层的材料放置在含有钙和磷（骨骼的主要成分）的溶液中，并用激光照射。在激光器的目标位置以局部方式升高温度，引起涉及钙和磷的反应，从而产生陶瓷人造骨（羟基磷灰石）并形成涂层。

与传统的涂覆方法不同，人造骨成分的合成是通过激光诱导的，同时，将基材表面加热到熔点以上，以使人造骨材料吸附在熔化的表面上并变硬照原样，可以最大程度地提高粘合强度。

Jeon博士说：“使用纳秒激光的羟基磷灰石涂层方法是一种在非生物活性材料（如通常用作生物材料的钛和PEEK）中诱导生物活性的简单方法。我预计它将成为游戏规则的改变者，因为它将广泛应用于需要骨整合的医疗设备。

参考：翁承,、钟容宇，徐永敏，徐贤s，妙龙-琉璃好，金玉灿，韩亨Se，贾斯汀·钟，James R的“激光诱导的水热合成中的结实羟基磷灰石涂层” Edwards和Hojeong Jeon，2020年9月15日，高级功能材料。
10.1002 / adfm.202005233

这项研究是在科学技术与信息通信技术部（MSIT）的资助下进行的，这是KIST的机构研发计划和韩国国家研究基金会的中级职业研究人员计划的一部分。国际最新版《先进功能材料》（IF：16.836，在JCR领域中排名前3.981％）。