医用钛表面纳微米有序结构仿生膜层的构筑及其生物性能的研究.docx

医用钛表面纳微米有序结构仿生膜层的构筑及其生物性能的研究
医用钛是一种非常理想的医疗材料，其化学稳定性好、具有良好的耐腐蚀性和生物相容性，被广泛应用于人工关节、牙齿和骨科手术等领域。然而，医用钛表面的生物活性相对较差，难以快速地融合和生长骨细胞，限制了其临床应用。
近年来，研究人员通过改善医用钛表面的形貌和结构，成功地提高了其表面的生物活性。其中，建立纳米级有序结构的仿生膜层是一种重要的方法。这种仿生膜层的建立主要通过生物学表面修饰技术，即将生物成分引入医用钛表面，形成一种类似自然骨组织的表面结构，进而提高医用钛表面的生物相容性。
具体而言，引入的生物成分一般涵盖两类：一类是骨形成细胞促进因子，如人类骨形态发生蛋白-2（hBMP-2）、基质GLA蛋白和成骨性蛋白骨蛋白素-9等。这类生物成分能够促进医用钛表面的骨生长和骨重建。另一类是仿生体内液体的成分，如碳酸羟基磷灰石（HAP）和β-三钠磷酸钙（β-TCP）等。这类生物成分能够为骨细胞提供较好的生长环境，并促进骨细胞的黏附和增生。
虽然引入生物成分有助于医用钛表面的生物活性，但纳米级有序结构的建立更为重要。这种有序结构可以增加表面积、改善表面能和提高表面的亲和性，从而加强医用钛表面与骨细胞的相互作用。在生物学表面修饰技术中，高速吸附、静电吸附和离子注入等方法被广泛应用于建立纳米级有序结构。其中，高速吸附是一种简单的方法，即将生物成分溶液直接喷涂到医用钛表面，使其形成一层薄膜。这种方法不仅操作简单，而且可实现定量控制，且应用范围较广。静电吸附是一种相对复杂的方法，需要通过调控生物成分的电性和医用钛表面的ζ电势，来控制生物成分的吸附。该方法对操作者技术要求较高，但其建立的仿生膜层生物相容性好，具有很好的应用前景。最后，离子注入是一种通过特定的离子混合溶液将离子注入到钛表面层，形成纳米级有序结构的方法。该方法具有良好的可控性，但对设备和技术水平要求较高。
除此之外，仿生膜层的生物性能也是研究的重点之一。生物学表面修饰后，医用钛表面的各项生物性能都会得到提高，如优良的细胞黏附性、实现更快的骨细胞增生和骨重建。仿生膜层的建立还可避免汞和双酚A等物质污染医用钛表面，确保其生物相容性。此外，仿生膜层的生物相容性可定制，因此可以针对不同的临床需求制定合适的仿生膜层，从而进一步提高其生物性能。
综上所述，建立纳米级有序结构的仿生膜层是一种有效的医用钛表面修饰技术，能够提高其生物活性，促进骨生长和骨重建。由于该技术的操作方法简单、应用前景广泛且对生物性能有着显著的改善效果，因此具有广泛的临床应用前景。