澳大利亞悉尼2019年8月29日 /美通社/ -- 日前，由悉尼大學主導的一個國際研究項目研發(fā)出一種新型骨移植等離子涂層，旨在減少骨移植手術并發(fā)癥。這一國際研究項目包括悉尼大學工程學院下設的航空航天、機械與機電工程學院以及物理學院，荷蘭烏得勒支大學醫(yī)學中心，悉尼心臟研究所以及其他三個研究合作伙伴。

Behnam Akhavan博士

這種新型骨移植等離子涂層通過增加植入物與周圍骨骼融合的可能性，減少排斥或感染，幫助改善患者的預后。

發(fā)表在《當代應用材料》的這一研究探討了等離子涂層與人源干細胞的相互作用。這種新涂層可以增強骨骼生成細胞的功能，使植入物能夠牢牢地與宿主骨骼結合。論文的主要作者、來自悉尼大學工程學院的等離子體表面工程專家Behnam Akhavan博士表示這項研究前景廣闊，并已在荷蘭進行了活體試驗。

骨植入手術結果不甚理想

目前，隨著中國日益增加的老齡化人口及生活方式的改變，骨質疏松癥相關骨折、骨癌和關節(jié)置換的發(fā)病率上升，涉及植入物的骨科手術有所增加。2019第七屆中國髖關節(jié)外科學術大會指出，2018年中國共進行人工膝手術和人工全髖手術698,583臺，就北京而言，人工膝手術量每年都在增加。

然而，由于植入物需要牢固的骨結合才算植入成功，許多此類手術的結果都不甚理想。盡管外科植入技術和術后護理在醫(yī)學上有所改進，但仍有相當比例的骨植入手術因感染或與周圍骨組織融合不良而失敗。由骨植入并發(fā)癥導致的修復手術，對病人和醫(yī)療系統(tǒng)來說風險大、侵入性強、成本高。

新型等離子涂層將金屬植入物“隱藏”

“我們已經(jīng)開發(fā)出一種高強度的等離子涂層，由低成本的氬氣，氮氣和乙炔氣體混合而成，被放置在植入物上，然后應用骨信號分子促進干細胞生成骨骼，”Akhavan博士說?！斑@些植入物采用等離子體技術進行表面工程改造，一旦植入體內(nèi)就會生長出大量產(chǎn)生骨骼的細胞，使它們能夠牢固地附著在骨骼組織上。這項最新研究為研發(fā)新型、堅固、具有生物活性的骨植入物表面帶來了巨大希望?！?/p>

即使在手術過程中被劃傷，這種機械強度高的涂層也能在植入體表面停留很長時間。這種生物活性分子涂層能有效地將金屬植入物“隱藏”在體內(nèi)，因此它能夠被身體視為一種生物結構，而不是入侵物。植入物與骨骼快速融合的過程大大降低了植入物松動和失敗的幾率，因此無需再進行修復手術。

包括應用物理和表面工程學者Marcela Bilek教授在內(nèi)的研究團隊認為，將等離子涂層應用于手術植入物中，是一種通過模仿周圍組織來減輕植入問題的可行方法。

“這種涂層是完全有機的，這是一項重大進步，因為它能牢固地附著在鈦植入物上，同時呈現(xiàn)出與人體界面緊密相連的生物信號分子，促進組織形成?！盉ilek教授說。

信息披露

論文《自由基功能化等離子體聚合物：用于骨植入應用的穩(wěn)定仿生界面》是悉尼大學航空航天、機械與機電工程學院、物理學院、土木工程學院、悉尼心臟研究所和荷蘭烏得勒支大學醫(yī)學中心的合作研究。

這項研究得到了澳大利亞研究理事會 (ARC) 和悉尼大學-烏得勒支大學合作伙伴關系基金的資助。