从早在一个世纪以前,人工材料和设备已经发展到可以用它们来代替人体的各种组件。亚博网站下载这些材料是能亚博网站下载够接触到体液和组织的时间太长,而引起一些不良反应。 关键因素在生物材料的使用是它的生物相容性和功能,这是直接关系到骨头/植入接口及其纳米交互。在过去的二十年里,这些接口的改进使用纳米涂层和表面修饰的全球利益。目前很多公司开始引入这些新一代纳米改性骨科颌面外科植入物进入市场,和硬软组织工程。 类型的生物材料亚博网站下载当这些合成材料被放置在人体组织对植入以多种亚博网站下载方式的反应。纳米级别的组织相互作用的机理是依赖于对植入物表面。作为生物材料等三个方面的描述,代表组织反应,已经被定义。这些都是:
- Bioinert
- Bioresorbable
- 生物活性
这三种类型的生物材料的反应在图1中概述。亚博网站下载 
图1所示。根据其生物活性生物陶瓷的分类;(一)bioinert(氧化铝牙科植体),(b)生物活性,羟磷灰石(Ca10(PO4)6(哦)2)涂层金属牙科植体,(c)表面活性,生物玻璃或w玻璃,(d) bioresorbable tri-calcium磷酸植入(Ca3(PO4)2]。 生物陶瓷的角色变化在1970年代早期,生物陶瓷被植入执行奇异,生物惰性的角色。合成材料的局限性组织替代品与日益意识到,强调身体的细胞和组亚博网站下载织执行许多其他重要监管和代谢的作用。生物陶瓷的需求已经改变了从本质上维护一个物理函数没有诱发宿主反应,与主机提供一个更积极的互动。这是伴随着医疗设备日益增加的要求提高生活质量,以及延长其持续时间。最重要的是,nanobioceramics可能可以作为身体互动的材料,帮助身体愈合,或促进组织再生,从而恢复生理功能。亚博网站下载 这种方法正在研究开发的新一代nanobioceramics扩大范围的医学应用。多孔材料被越来亚博网站下载越多的用于骨移植,因为这允许自然骨的生成,以及强烈的植入骨头债券。 组织工程增加了另一个维度最近,组织工程采取了一个新的方向,利用活细胞的结合使用,tri-dimensional陶瓷支架提供至关重要的细胞受损的病人。可行的和富有成效的策略,旨在结合相对传统的方法,如生物陶瓷植入物,获得知识应用到领域的成骨细胞的细胞生长和分化。 的干细胞从胚胎干细胞是一种细胞,胎儿,或成人长时间的繁殖能力。它也可以产生特化细胞构成身体的组织和器官。当移植到小鼠体内,这些细胞可以结合矿化tri-dimensional支架高度vascularised骨组织。培养细胞/ bioceramic复合材料可用于治疗缺陷在骨骨干和优秀的陶瓷支架的集成与骨和良好的功能恢复。优秀的创新工作与nanobioceramics进展和临床应用变得非常普遍。 钙磷酸盐骨替换应用程序羟磷灰石骨矿物组成部分第一个x射线衍射研究骨德容在1926年出版,识别磷灰石作为唯一可识别矿物相。德容也报道扩大骨磷灰石的衍射线,并将其归因于小晶粒大小。当前工作的描述技术也支持这样的结论:骨基本上由碳酸盐取代羟磷灰石(章)。 无机成分的骨头无机成分也将包含重要但不同数量的元素如钠、镁、钾。钙离子可能偶尔也会取代这个基本结构的原子如锶。羟磷灰石骨的理想成分,Ca的公式10(PO4)6(哦)2。这不是一个详尽的公式,和磷灰石骨通常是更正确的一般公式(钙、镁、钠)10(PO4)3(有限公司3)3(哦)2。 生产合成羟磷灰石合成羟磷灰石钙10(PO4)6(哦)2一直是一个吸引人的骨头和牙齿植入材料。自成立以来,最常见的和最容易的生产方法合成HAp的Ca之间由固态反应2 +和阿宝43 -解决方案条件下轴承化合物和粉末的形式可以烧结致密多晶的身体被行刑。参数如Ca / P比值、纯度、粒度和化合物可以形成在其生产通常控制HAp的生物活性。Nano -大小的晶体显示提高生物活性由于表面积增加。 Nanoparticulate羟磷灰石材料亚博网站下载一些新成立的纳米技术公司已经开发出一系列随着将纳米羟基磷灰石(HAp)。亚博网站下载yabo214HAp纳米粒子的开yabo214辟了新的机遇在设计上植入物可以使涂层的生物相容性,在发展高强度纳米复合材料。HAp纳米粒子的尺yabo214寸15 - 20纳米的合成超纯在分子水平上,具有独特的属性,而大部分HAp。 预测生物活性生物材料使用模拟体液(SBF)亚博网站下载开发代表类似的盐溶液浓度的离子存在于血浆开始早在1943年当厄尔和同事开发了一种平衡盐溶液用于细胞培养的媒体。从那时起,模拟体液(SBF)生产提供洞察血浆的无机成分的反应,并预测植入体的生物活性,骨支架,以及其他新型生物材料(图2)。亚博网站下载 
图2。磷灰石形成机制的示意图表示NaOH-treated钛金属在模拟体液(SBF)(从Kokubo et al ., j·欧斯特。陶瓷。Soc。36(1), 2000年,澳大利亚陶瓷pp.37,允许转载社会)。 理想的生物材料在模拟体液的行为亚博网站下载羟磷灰石层可以很容易地生产各种有机或无机基质在模拟体液。1989年,Kokubo和同事发现,在SBF浸泡后,广泛的生物材料表面开始很好的碳酸盐岩含有微晶磷灰石,此后大量的工作表明成骨细胞增殖和分化磷灰石层(图3)。 
图3。磷灰石形成多种基质。(从kukobo et al ., j·欧斯特。陶瓷。Soc。36(1), 2000年,澳大利亚陶瓷pp.37,允许转载社会)。 使用模拟体液生物材料上沉积磷灰石层亚博网站下载工作已经进行使用SBF溶液沉积磷灰石2 d和3 d支架。在2005年由克和同事再生纤维素模板被激活与Ca(哦)2暂停,随后暴露在SBF诱导仿生的原位形成磷酸钙阶段。 珊瑚磷灰石珊瑚磷灰石可以来自珊瑚海。珊瑚由碳酸钙霰石的形式。珊瑚是一种天然结构和最佳的强度和结构特点。珊瑚磷酸钙的孔隙结构产生的某些物种类似于人类的松质骨,使它成为适合移植骨的材料的应用。珊瑚和部分转换珊瑚羟基磷灰石作为骨移植和轨道植入自1980年代以来,随着多孔的性质结构允许增长骨的血管供应血液,最终浸润植体。 胡锦涛和同事成功地将澳大利亚珊瑚单相羟磷灰石通过使用一个两阶段过程的水热法,后跟一个专利羟磷灰石基于醇盐溶胶-凝胶涂层工艺化学。他们报道的双轴强度增加120% double-treated珊瑚相比曾经被珊瑚。 Nanocoatings溶胶-凝胶涂层兴趣使用植入材料的溶胶-凝胶法nanocoatings快速增长的溶胶-凝胶技术有很多的优点。亚博网站下载这导致化学计量,混合均匀和纯涂料由于在分子尺度;它需要降低烧结温度由于纳米颗粒大小和高表面积;它有能力产生均匀的细粒度结构;和涂层可以很容易地应用于复杂形状的涂层技术,如倾斜、旋转和喷涂。 纳米钛酸钠水凝胶层较低的加工温度还有另一个优势;它避免了相变(~ 1156 K)观察到钛合金用于生物医学设备。钛金属表面形成纳米级钛酸钠水凝胶层,当它浸泡在5 m-naoh 60°的解决方案C 24小时。据报道,已经有超过70名患者接受人工全髋关节的钛合金,修改与钛珠在日本受到氢氧化钠治疗。 生物陶瓷的原位放射治疗最常见的一种癌症治疗方法是切除病变的部分。然而,不幸的是,经济复苏或返回完整的功能很少实现。非侵入式的治疗方法,只有癌细胞摧毁了1980年代中期。17 y的微球2O3-19年阿尔2O3-64年sio2(摩尔%)玻璃,20 - 30µm直径或更少,被证明是有效的原位肝癌放射治疗。89年钇在这个玻璃非放射性,但可以通过神经膜被激活特隆轰炸,90年Y,这是一个β-emitter半衰期为64.1小时。微球通常是通过肝动脉注射到病变的肝脏,禁锢在小血管,阻止癌症和di的血液供应矩形照射肿瘤β射线。自从β射线传播活组织只有2.5毫米直径和玻璃微球具有很高的化学稳定性,周围的正常组织几乎是受损的β射线。这些玻璃微球是p生产和临床使用在澳大利亚,加拿大和美国。 仿生学自然的方式创建材料亚博网站下载自然生物的共同特征如骨、珍珠母、海胆牙齿和其他强硬的混合材料在自然界是强大的亚博网站下载纳米无机和有机相之间的相互作用。这个特性允许有机相作为塑性耗能网络,形成拉伸(桥接)韧带在纳米级别上的裂纹传播的面孔。这种复杂性导致的普遍看法,模仿自然的设计,应采用原位合成技术。沉淀碳酸钙或羟磷灰石为聚合物基体,例如,已被建议作为一种新颖的仿生复合材料的合成路线。 仿生学和混合有机-无机生物材料亚博网站下载仿生材料或bioinspired方法并使用自组装模板化的无机或混合网络混合有机-亚博网站下载无机界面也将有助于延长混合动力车在医疗领域的使用。使用这些混合动力车的主要优势源于高通用性,这提供了一个广泛的可能性,精心定制材料的化学和物理性质,和塑造。亚博网站下载此外,这些纳米复合材料的整合,小型化和multi-functionalisation这些医疗设备。 生物工程在微/纳米生物工程,制造技术和纳米技术,并将越来越多地用来制造biodevices意味着为平面等新兴应用设备(例如,阵列生物传感器)或微流体设备(例如,")。重要的是,微/纳米技术还被用于制造高级模型为基础研究,如光学操纵单个分子和细胞;有序的组织工程结构;动态生物分子设备;和新颖的方式计算。纳米技术的发展将导致许多的生产改进的医疗诊断和操纵功能传感器。 |