澳大利亞悉尼2019年8月29日 /美通社/ -- 日前，由悉尼大學(xué)主導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際研究項(xiàng)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(shù)并發(fā)癥。這一國(guó)際研究項(xiàng)目包括悉尼大學(xué)工程學(xué)院下設(shè)的航空航天、機(jī)械與機(jī)電工程學(xué)院以及物理學(xué)院，荷蘭烏得勒支大學(xué)醫(yī)學(xué)中心，悉尼心臟研究所以及其他三個(gè)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，減少排斥或感染，幫助改善患者的預(yù)后。
發(fā)表在《當(dāng)代應(yīng)用材料》的這一研究探討了等離子涂層與人源干細(xì)胞的相互作用。這種新涂層可以增強(qiáng)骨骼生成細(xì)胞的功能，使植入物能夠牢牢地與宿主骨骼結(jié)合。論文的主要作者、來自悉尼大學(xué)工程學(xué)院的等離子體表面工程專家Behnam Akhavan博士表示這項(xiàng)研究前景廣闊，并已在荷蘭進(jìn)行了活體試驗(yàn)。
骨植入手術(shù)結(jié)果不甚理想
目前，隨著中國(guó)日益增加的老齡化人口及生活方式的改變，骨質(zhì)疏松癥相關(guān)骨折、骨癌和關(guān)節(jié)置換的發(fā)病率上升，涉及植入物的骨科手術(shù)有所增加。2019第七屆中國(guó)髖關(guān)節(jié)外科學(xué)術(shù)大會(huì)指出，2018年中國(guó)共進(jìn)行人工膝手術(shù)和人工全髖手術(shù)698,583臺(tái)，就北京而言，人工膝手術(shù)量每年都在增加。
然而，由于植入物需要牢固的骨結(jié)合才算植入成功，許多此類手術(shù)的結(jié)果都不甚理想。盡管外科植入技術(shù)和術(shù)后護(hù)理在醫(yī)學(xué)上有所改進(jìn)，但仍有相當(dāng)比例的骨植入手術(shù)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(dǎo)致的修復(fù)手術(shù)，對(duì)病人和醫(yī)療系統(tǒng)來說風(fēng)險(xiǎn)大、侵入性強(qiáng)、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(qiáng)度的等離子涂層，由低成本的氬氣，氮?dú)夂鸵胰矚怏w混合而成，被放置在植入物上，然后應(yīng)用骨信號(hào)分子促進(jìn)干細(xì)胞生成骨骼，”Akhavan博士說。“這些植入物采用等離子體技術(shù)進(jìn)行表面工程改造，一旦植入體內(nèi)就會(huì)生長(zhǎng)出大量產(chǎn)生骨骼的細(xì)胞，使它們能夠牢固地附著在骨骼組織上。這項(xiàng)最新研究為研發(fā)新型、堅(jiān)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(shù)過程中被劃傷，這種機(jī)械強(qiáng)度高的涂層也能在植入體表面停留很長(zhǎng)時(shí)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(jié)構(gòu)，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(dòng)和失敗的幾率，因此無需再進(jìn)行修復(fù)手術(shù)。
包括應(yīng)用物理和表面工程學(xué)者M(jìn)arcela Bilek教授在內(nèi)的研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，將等離子涂層應(yīng)用于手術(shù)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(jī)的，這是一項(xiàng)重大進(jìn)步，因?yàn)樗芾喂痰馗街阝佒踩胛锷?，同時(shí)呈現(xiàn)出與人體界面緊密相連的生物信號(hào)分子，促進(jìn)組織形成。”Bilek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(yīng)用的穩(wěn)定仿生界面》是悉尼大學(xué)航空航天、機(jī)械與機(jī)電工程學(xué)院、物理學(xué)院、土木工程學(xué)院、悉尼心臟研究所和荷蘭烏得勒支大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的合作研究。
這項(xiàng)研究得到了澳大利亞研究理事會(huì) (ARC) 和悉尼大學(xué)-烏得勒支大學(xué)合作伙伴關(guān)系基金的資助。
