澳大利亞悉尼2019年(nian)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出一種新型骨移植等離子涂層，旨在減少骨移植手術并發癥。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學中心，悉尼心臟(zang)研究所(suo)以及(ji)其他(ta)三個研究合作伙伴。
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(pai)斥或感染，幫助(zhu)改善患者的預后。
發表在《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(cheng)學院的等離子體表面工程專家Behnam Akhavan博士表示這項研(yan)究(jiu)前景廣闊，并(bing)已在(zai)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(shu)松癥相關骨折、骨癌(ai)和(he)關節(jie)(jie)置(zhi)換的發(fa)病率上升，涉及(ji)植入物的骨科手(shou)(shou)術(shu)有所增(zeng)加。2019第七屆中國(guo)髖(kuan)關節(jie)(jie)外科學術(shu)大(da)會指出，2018年中國(guo)共進行人工(gong)膝手(shou)(shou)術(shu)和(he)人工(gong)全(quan)髖(kuan)手(shou)(shou)術(shu)698,583臺，就北京而言，人工(gong)膝手(shou)(shou)術(shu)量(liang)每年都在增(zeng)加。
然而(er)，由于(yu)植(zhi)(zhi)入(ru)(ru)(ru)物需要牢固的骨結合才(cai)算植(zhi)(zhi)入(ru)(ru)(ru)成功，許多此類(lei)手(shou)(shou)術的結果都不(bu)(bu)甚理想(xiang)。盡管外科植(zhi)(zhi)入(ru)(ru)(ru)技術和術后(hou)護理在醫學(xue)上有所改進，但仍有相當比例的骨植(zhi)(zhi)入(ru)(ru)(ru)手(shou)(shou)術因感染(ran)或與周圍骨組(zu)織融合不(bu)(bu)良而(er)失敗。由骨植(zhi)(zhi)入(ru)(ru)(ru)并(bing)發癥導致的修復手(shou)(shou)術，對(dui)病人和醫療系統來說風險大、侵入(ru)(ru)(ru)性強、成本(ben)高。
新型等離子涂層將金屬植入物“隱藏”
“我們已經開發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(bo)士(shi)說。“這些植入(ru)(ru)物采用等離(li)子(zi)體技(ji)術(shu)進行(xing)表面工程改造，一旦植入(ru)(ru)體內就(jiu)會生(sheng)(sheng)長出大(da)量產生(sheng)(sheng)骨骼(ge)的細胞，使它們能夠牢(lao)固地(di)附著在骨骼(ge)組織上。這項最新研究為研發新型(xing)、堅固、具有生(sheng)(sheng)物活性的骨植入(ru)(ru)物表面帶來(lai)了巨大(da)希望(wang)。”
即使在(zai)(zai)手術(shu)(shu)過(guo)程中(zhong)被劃傷(shang)，這種(zhong)(zhong)機械強度高的涂(tu)層(ceng)(ceng)也能(neng)在(zai)(zai)植入(ru)體表面停留很長(chang)時(shi)間。這種(zhong)(zhong)生物活性分子涂(tu)層(ceng)(ceng)能(neng)有效地將金屬植入(ru)物“隱藏(zang)”在(zai)(zai)體內，因此它能(neng)夠被身體視為一種(zhong)(zhong)生物結構(gou)，而(er)不是入(ru)侵物。植入(ru)物與(yu)骨骼(ge)快(kuai)速融合的過(guo)程大(da)大(da)降低了植入(ru)物松動和失敗的幾率，因此無需再進行修復手術(shu)(shu)。
包括應用(yong)物理和表(biao)面工程(cheng)學者Marcela Bilek教授(shou)在內的(de)研究(jiu)團隊認為，將等離(li)子涂層應用(yong)于(yu)手(shou)術植入物中，是一種(zhong)通過模(mo)仿周圍組(zu)織來(lai)減輕植入問題的(de)可行方法。
“這(zhe)種涂層是完全有機的(de)，這(zhe)是一(yi)項重大(da)進步，因為(wei)它能牢固地附著在鈦植入(ru)物(wu)上，同時呈(cheng)現(xian)出與人(ren)體(ti)界面緊密相(xiang)連的(de)生物(wu)信號分子，促進組織形成。”Bilek教授說(shuo)。
信息披露
論文《自(zi)由基功能(neng)化等離子體聚合(he)物：用于骨植(zhi)入(ru)應(ying)用的(de)穩定仿生界面》是悉(xi)尼(ni)(ni)大學(xue)航空航天、機械與(yu)機電工(gong)程學(xue)院、物理(li)學(xue)院、土木工(gong)程學(xue)院、悉(xi)尼(ni)(ni)心(xin)(xin)臟研(yan)究所和(he)荷蘭烏得勒支大學(xue)醫(yi)學(xue)中心(xin)(xin)的(de)合(he)作(zuo)研(yan)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(de)勒支(zhi)大學(xue)合作(zuo)伙伴關系基金(jin)的資助。
