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:413964936@qq.com
报告摘要:
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。