Lincotek Medical (原Eurocoating SpA) 科学营销经理,Francesco Robotti讨论了表面处理对骨科植入物的重要意义。
2019年5月13日
在金属、陶瓷及聚合物材料中，只有有限的材料可以用于制造骨科植入物。这些材料必须具有良好的生物相容性，能够长期保留在人体内；具有功能性植入物必要的特性；同时还必须满足表面性能的要求。这几点对植入器械的成功与否至关重要。
为实现预期使用目的，器械可能由几种不同的生物材料制成。其中重要的特性包括耐磨性、承重性以及连接宿主骨的稳定性。单一生物材料无法满足长期使用的各种特性要求，但可以通过几种不同材料的组合来实现这一点。
为了实现植入物与骨骼的稳定连接, 在未硬化阶段应用的丙烯酸聚合物–即所谓的 “骨水泥”–是一种长期应用的成功方法。然而，这种方式具有局限性, 随着时间的推移“骨水泥”涂层有碎裂的风险。这种情况一旦发生，病人需要经历复杂的翻修手术。有的病人可能无法承受可能出现的麻醉问题或者对骨水泥敏感，因此另外一种选择是使用“非骨水泥”植入物。
在过去的三十年里，基于植入物和宿主骨之间直接进行骨整合的概念，非骨水泥植入物逐渐成为骨水泥植入物的替代品。非骨水泥植入物的表面至关重要；在大多数情况下，需对表面进行涂层处理，使植入物具有生物相容性，并促进骨整合。
两种重要的涂层是多孔钛涂层和羟基磷灰石（HA）涂层。两种涂层都通过热等离子程序喷涂。喷涂后，多孔钛呈现出由孔和 构成的特定表面几何形状。其粗糙的表面及凸起部分均能产生摩擦力，有助于植入物的早期固定。与此同时，孔隙率、孔径和开放互连的大孔的正确组合，有助于为骨科植入物的骨长入、骨整合和固定创造合适的环境。HA是一种基于陶瓷磷酸钙的材料，具有极高的生物相容性，有助于手术后的骨重建和骨愈合。
钛和HA均按层喷涂，涂层的厚度很重要。如果涂层太厚，钛涂层的力学强度变低；太薄，涂层的孔隙率可能不足以进行骨整合，所以必须确定好涂层厚度与孔隙率之间的折衷值，而这需要根据每个植入物的设计和特征仔细确认。HA涂层属于一种脆性材料，涂层厚度较薄，以优化生物相容性和力学性能之间的权衡。
未来我们将在博客中介绍适用于金属、陶瓷及塑料的不同类型的涂层。
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