钛植入物表面生物化学改性对骨整合的影响

朱猛

摘要：创伤、关节炎、骨质疏松症、骨质疏松症等骨质疏松症对人民的生活质量产生严重影响。这些疾病的治疗通常采用矫形植入物，如外骨骼、关节假体、钢板和螺钉。由于纯钛和钛合金固有的生物惯性及其良好的机械性能，它们广泛用于骨和牙种植。研究表明，良好的骨融合是钛矿长期与骨界面融合的关键，但钛矿周边骨形成不足是其应用有限的原因。为了改善骨融合，各种研究试图改善钛种植面积。改变表面性质（例如微观、亚微观和纳米形态和湿度）以及在支架表面引入无机材料，对骨骼活动的增加影响有限。物理和化学表面的这种变化主要间接影响细胞行为，而钛培养体表面生物分子的生物化学变化可直接參与生物过程，从而更有效地诱导骨骼形成，特别是在骨骼状况不佳的情况下。

关键词：钛植入物骨整合;钛种植体;生物化学改性;影响;

引言

人口老龄化加剧导致骨质疏松症发病率增加，骨移植物消费量迅速增加。钛及其合金由于其化学稳定性强，身体亲缘关系好，个性强，是骨植入物最常见的形式，但其性能不理想，导致频繁植入失败，主要导致植入物失效。早期和晚期膝关节的感染因素分别为38%和。22%为所有原因，而非细菌比例分别为23%和。是51.4%。因此，控制菌丝体分泌紧张和感染对提高骨植入成功率至关重要。

1胶原蛋白

I型胶原蛋白被证明是高度生物相容性的有机生物材料，一旦植入，很容易被宿主组织吸收，能够有效地改善植物周围骨骼的重塑。钛种植体先用沙发酸喷射处理，再结合钛种植体表面用ⅰ型胶原共价将其植入兔膝关节，在15、30、60天内进行组织学分析和显微CT断层扫描，对种植体骨组合进行分析 从植骨区内螺纹和植骨区外螺纹看，种植体表面ⅰ型胶原蛋白呈油漆状和无复盖状，结果表明，钛种植体表面ⅰ型胶原蛋白提高了种植体表面的生物活性，加快了其早期形成，但胶原蛋白存在免疫反应等缺点 为了弥补这些缺陷，大部分胶原蛋白是在结合后使用的，现在与化学试剂相结合，但剩馀的化学试剂可能对细胞产生毒性影响，γ射线的结合可以弥补这一缺陷。胶原蛋白通过伽马辐射与种植体表面结合，结合过程中缺乏化学试剂，使得细胞体外实验无毒性，化学试剂产生负面反应，骨极化和骨基因表达较高;将钛种植体引入小鼠胫骨模型，对其进行组织学分析和显微CT扫描，表现出良好的骨整合能力，不受化学试剂的影响。

2生物分子涂层修饰

细胞外基质蛋白、生长因子、趋化因子等在促骨整合方面的性能已经被证实，将部分蛋白或因子整合在骨科假体表面可以有效改善生物相容性、促进骨整合。利用水凝胶包裹了骨髓间充质干细胞（bonemesenchymalstemcells，BMSCs）、骨形态发生蛋白2（bonemorphogeneticprotein-2，BMP2）等生物活性物质，并与多孔钛合金支架共同构建了一种三维无机-有机超分子生物活性植入物，通过持续释放BMP-2诱导BMSCs的成骨分化。随着水凝胶的降解，骨组织会长入支架孔隙中，实现良好的骨整合。在钛表面通过层层组装技术装载了骨化三醇（calcitriol，维生素D3的重要代谢产物）和肽激素降钙素（calcitonin，CT），形成具有多层膜结构的分子储存库，持续释放的骨化三醇和CT分别促进了种植体周围成骨细胞的钙结合蛋白和BMP-2表达上调，加速骨整合。采用阳极氧化法制备了二氧化钛（TiO2）簇状纳米管结构，并共价接枝了血小板衍生生长因子-BB，结果显示，修饰表面显著增强了骨髓间充质干细胞的贴壁生长和成骨能力。

3磷酸钙涂层

1987年，研究人员建议使用硫酸磷加工耕地。经验表明，磷酸盐纤维增强材料是生物性的，骨组织可以直接附着在表面，从而允许结构框架组。同时，钚种植园具有良好的机械强度和良好的生物性质。形成硫酸钙表面的一种方法：氯化钠核熔液，包括饱和钙溶液中磷剂量引起的沉积和物理沉积。封存过程，如Tau、气体排放锁定、电和生物合成;物理沉积，z。b .等离子喷涂、喷射工艺、热液等。但每种方法的优点和缺点都表明，如今血浆膏是获得植物区磷酸盐故事表面的一种很有代表性的方法。等离子喷涂技术允许快速高效地生成表面厚度、表面粗糙度和化学成分更好的硫酸盐基层。许多研究表明等离子体层的电磁和骨骼连接是一个严重问题。这些错误包括：辐射过程中温度过高，冷却速度太快。①陶瓷材料的热膨胀系数和弹性模量与钛大不相同，导致钛铂涂层失真和裂纹，降低了表面与地面的连接。①复杂壳体形状无均匀涂层;有机化合物（细胞因子、抗生素、生长因子、蛋白质、多胚胎、DNA等）。））不吸收。）在高压层状耐碳酸钙层中。然后，建议在Ti6Al4V制备等离子体奶油沉积的亲水基础后，采用激光毒素吸附技术，将粘度从26 MPa提高到39.4 MPa。虽然这种结合提高了强度，但高温石灰石的衰变和钛铂表面的不平仍然是一个问题。

4抗菌肽

目前关于作物和生物材料的研究侧重于促进骨融合和骨骼诱导，而不考虑对这一过程的炎症的免疫反应。然而，种植后早期和长期的炎症反应不利于植物骨骼融合的长期生存，往往导致体内和体外研究的冲突和差异。近年来进行了许多研究，试图将抗菌特性纳入骨骼特性评估系统，但由于抗菌活动的有效性和生理环境的协调不同，在治疗应用中没有找到最佳的解决办法抗菌肽具有广泛的抗菌活性，以避免抗生素耐药性问题。方面有其自身的局限性，特别是在生产抗药性细菌方面，这远远超出了替代品的开发。抗菌肽具有广泛的抗菌活性，可以避免抗生素耐药性问题。

结束语

随着种植体和生物材料的发展，今后将找到更合适的登船方法和生物活性物质，以解决当前的问题。首先，物理、化学和生物化学变化更好地结合在一起，从而增强了生物活性物质的粘附性，减少了定位摩擦造成的损失;第二，磷酸盐外壳或生物活性分子修饰的钛种植体表面的其他成分不仅可以保持复合涂层的完整性，而且可以延长其保存期限;此外，使用生物活性物质作为三维印刷材料，可确保其长期稳定和统一释放，从而确保种植体的长期稳定性;最后，理想的生物活性物质或涂层不仅可以促进骨骼的融合，而且还可以产生诸如抗炎等作用，因此具有不同作用的生物活性分子可以在同一钛种植体表面一起运输，或者根据基因水平设计的复合涂层可以满足。

参考文献

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