周文昊
梯度多孔钽硬组织植入物的可控制备
报告人:周文昊
所在单位:西北有色金属研究院
报告人简介：
周文昊，高级工程师，西北有色金属研究院生物材料研究所所长助理，北京大学工学博士，入选第八届中国科协青年人才托举计划，陕西省青年“科技新星”，陕西省科协托举人才。目前主要从事医用钛基硬组织植入物研发，3D打印植入器械和表面改性研究，设计开发新型的硬组织植入器械和抗菌生物材料。发表SCI论文35篇，其中第一作者加通讯作者论文16篇，8篇影响因子大于10，他引超1300次，h指数22，申请发明专利17项，授权8项，第一发明人5项，获陕西省科技进步二等奖（2023，第三），主持国家自然基金和陕西省基金等各类项目10余项。
摘要：
目前我国骨科器械市场需求增长极为迅猛，但与发达国家仍存在较大差距，且国内的高品质高附加值植入器械主要依赖进口，造成看病贵等一系列社会问题。因此创新工艺提高植入物的临床治疗效果，实现进口替代，将会产生巨大的社会和经济双重效益。 相比于纯钛与Ti6Al4V，钛钽合金具有优良的综合力学性能、耐磨耐腐蚀性和生物相容性，有望用于硬组织修复和替换。但钛基硬组织植入物普遍存在表面成骨活性不足的问题，容易导致术后骨整合不良，通过表面改性工艺在表面构建成骨活性涂层（阳极氧化和羟基磷灰石等）是提高表面活性的有效方式，但这一类涂层普遍面临三个问题：（1）涂层与基底之间存在明显的界面，结合不牢易脱落；（2）主动诱导成骨细胞分化和骨长入的能力不足（3）无法有效地抑制细菌在表面的粘附。申请人通过电化学去合金化法在钛钽合金表面构建了微纳多孔钽层，保留钛钽基底优良综合力学性能的同时，表面引入了高骨诱导活性的微纳多孔钽。此外，电化学去合金化方法是一种“减法”涂层，没有增加额外的界面，没有引入复杂的、较脆弱的陶瓷或高分子涂层等外来物质，因此不存在结合强度差或涂层脱落的临床应用难题，提高了植入安全性。同时，多孔钽表面得益于钽金属抑制细菌粘附的特性和微纳多孔结构“陷阱杀菌”的特性，可以降低植入感染发生率，提高植入安全性。更重要的是，去合金多孔钽具有高成骨诱导活性，主动诱导成骨细胞的分化和骨长入，微纳多孔结构有利于植入物与骨组织之间的骨性结合。这一研究可以为医用钛钽合金表面功能化提供理论依据，开发一种新的微纳多孔钽的制备技术并对其生物活性展开深入研究，可为高品质的医用钛钽植入物的开发设计和临床应用提供支持，具有重要的理论意义和应用前景。
