Kuo ypatinga medicininių implantų paviršiaus apdorojimo reikšmė?

1. Pagerinkite biologinį suderinamumą ir sumažinkite atmetimo reakcijas.
Biologinis suderinamumas yra svarbus medicininių implantų poreikis. Tai reiškia, kad medžiagos neturi sukelti blogų reakcijų, tokių kaip toksiškumas, jautrinimas, uždegimas ar trombozė, kai jos liečiasi su žmogaus audiniais. Paviršiaus apdorojimas pagerina implantų paviršiaus savybes fiziniais ar cheminiais metodais. Tai daro juos daug labiau biologiškai suderinamus.
Taikant tokius metodus kaip smėliavimas, ėsdinimas rūgštimi ir apdorojimas lazeriu, ant implanto paviršiaus sukuriamos mikro{0}} arba nano- masto grubios struktūros. Tai padidina paviršiaus ir audinių sąlyčio plotą, o tai padeda ląstelėms prilipti prie implanto ir augti. Pavyzdžiui, po smėliavimo ir ėsdinimo rūgštimi, dantų implantų paviršiaus šiurkštumas (Sa vertė) gali būti išlaikomas nuo 1 iki 2 μm, o tai gali labai padidinti kaulo jungties stiprumą ir pagreitinti gijimo procesą.
Cheminis modifikavimas: biologiškai aktyvių grupių, pvz., hidroksilo ir amino grupių, pridėjimas prie implantų paviršiaus arba mineralų, padedančių augti kaulams, pvz., stroncio ir kalcio, pridėjimas, siekiant pagerinti medžiagų ir audinių cheminę sąveiką. Po anodavimo ant titano lydinio paviršiaus susidaro stora oksido plėvelė. Tada naudojami elektrocheminiai metodai kalcio ir fosforo elementams įterpti, kad būtų imituojama natūralaus kaulo sudėtis ir skatinamas kaulų ląstelių vystymasis.
Biodengimo technologija: Biokeramikos (kaip hidroksiapatito) arba bioaktyvaus stiklo dangos dedamos ant implantų paviršiaus naudojant tokias technologijas kaip plazminis purškimas ir elektrocheminis nusodinimas. Šios dangos yra tiesiogiai susijusios su kaulų funkcionavimo mechanizmais. Tyrimai rodo, kad hidroksiapatitu -dengtų implantų osseointegracijos greitis viršija neapdorotų implantų osseointegracijos greitį daugiau nei 40 proc.
2. Padidinkite atsparumą korozijai ir pailginkite tarnavimo laiką
Medicininiai implantai turi atlaikyti ilgalaikį žmogaus kūno skysčių poveikį, kurį gali lengvai sunaikinti ėsdinančios medžiagos, tokios kaip chlorido jonai ir baltymai. Dėl šios korozijos ištirpsta metalo jonai ir atsiskiria dangos, galinčios sukelti uždegiminį atsaką arba implanto gedimą. Sukūrus storą apsauginį sluoksnį, paviršiaus apdorojimas labai padidina implantų atsparumą korozijai.
Pasyvavimas: po apdorojimo azoto rūgštimi ant nerūdijančio plieno implantų paviršiaus susidaro chromo oksido pasyvavimo plėvelė. Ši plėvelė neleidžia metalo jonams prasiskverbti ir sumažina korozijos greitį iki mažiau nei 0,001 mm per metus, o tai reikalinga ilgalaikiam implantavimui.
Mikro lanko oksidacijos technologija: aukštos{0}}įtampos elektrinis laukas naudojamas mikro lankiniam išlydžiui sužadinti titano lydinio paviršiuje. Taip susidaro keraminė oksido plėvelė, kurioje yra titano, deguonies ir fosforo. Jis gali tapti kietesnis nei 1000 HV ir yra tris kartus atsparesnis nusidėvėjimui nei įprastos anodinio oksido plėvelės. Jis puikiai tinka esant dideliam svoriui, pavyzdžiui, protezuojant sąnarius.
Naudojant fizinio nusodinimo garais (PVD) arba cheminio nusodinimo garais (CVD) technologiją, nano masto TiN, TiAlN ir kitos kietos dangos gali būti padengtos tik 1–5 μm storio implantų paviršiumi. Tai gali padidinti atsparumą korozijai daugiau nei 50%, sumažinti trinties koeficientą ir sumažinti susidėvėjusių dalelių kiekį.
3. Suteikite jam antibakterinių savybių ir sumažinkite tikimybę susirgti
Infekcijos, įvykusios po operacijos, yra viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl medicininiai implantai sugenda. Pavyzdžiui, ortopedinių, širdies ir kraujagyslių bei kitų implantų infekcijos gali atsirasti nuo 1 % iki 5 % atvejų. Paviršiaus apdorojimas puikiai veikia, kad bakterijos nepriliptų prie paviršių ir nesudarytų bioplėvelių, gaminant paviršius, kurie naikina bakterijas arba pridedant antibakterinių cheminių medžiagų.
Antibakterinių grupių paviršinis skiepijimas: Antibakterinės grupės, tokios kaip ketvirtinės amonio druskos ir fluoridai, pridedamos prie implanto paviršiaus naudojant plazminį apdorojimą arba cheminį skiepijimą. Tai keičia bakterijų ląstelių membranos struktūrą ir turi ilgalaikį antibakterinį poveikį. Pavyzdžiui, antibakterinė danga, kurioje yra sidabro, gali nužudyti 99% auksinio stafilokoko ir išlikti veiksminga ilgiau nei 30 dienų.
Į šviesą -reaguojanti išmanioji danga: tai apima fotosensibilizatorių (tokių porfirino junginių) uždėjimą ant implantų paviršiaus ir tam tikro bangos ilgio šviesos naudojimą, kad būtų sukurtos reaktyviosios deguonies rūšys (ROS), kurios naikina mikrobus nepažeisdamos ląstelių šeimininkų. Šis metodas buvo naudojamas įrangos, kuri gali lengvai platinti infekcijas, pvz., endoskopų ir kateterių, paviršiams dezinfekuoti.
Antibakterinė danga ir vaistų išsiskyrimas veikia kartu: Antibiotikų, tokių kaip vankomicinas ir gentamicinas, dedama į biokeraminę dangą, kad būtų galima kontroliuoti, kaip greitai danga suyra ir išskiria vaistus. Vaisto koncentracija zonoje gali būti daugiau nei 1000 kartų didesnė nei vaisto koncentracija kraujyje, kuri stabdo infekcijas po operacijos.
4. Pagerinti osseointegracijos gebėjimą ir klinikinės sėkmės rodiklį.
Ortopedinių, dantų ir kitų implantų gebėjimas osseointegruotis yra svarbus klinikinės sėkmės aspektas. Paviršiaus apdorojimas pagreitina kaulų integracijos procesą, nes kontroliuoja paviršiaus formą, cheminę sudėtį ir biologinį aktyvumą, o tai padeda kaulų ląstelėms prilipti, augti ir keistis.
Dvigubo ėsdinimo apdorojimo rūgštimi technologija: naudojant dvi rūgštis (pvz., HCl+H ₂ SO ₄ mišrią rūgštį ir HNO 3 tirpalą) dviejų-pakopų procese, implanto paviršiuje sukuriama kelių- lygių porų struktūra. Ši struktūra turi mikrometro -lygio šiurkštumą, kuris suteikia mechaninio blokavimo jėgą, o nanometro- lygio poras padidina biologinį aktyvumą, todėl ryšys tarp implanto ir kaulo tampa stipresnis daugiau nei 30%.
Akytųjų struktūrų 3D spausdinimas: naudojant selektyvaus lydymo lazeriu (SLM) technologiją, pagaminti porėtus titano lydinio implantus, kurie yra 60–80 % poringi ir kurių poros yra 200–500 μm pločio. Taip imituojama natūrali kaulo trabekulinė struktūra, skatinamas kraujagyslių ir kaulinio audinio augimas ir pasiekiama „biologinė fiksacija“. Klinikiniai įrodymai rodo, kad porėtos struktūros implantų osseointegracijos trukmė yra 50 % mažesnė nei kietų struktūrų.
Bioaktyvių molekulių keitimas: bioaktyvių molekulių, tokių kaip kaulų morfogenetinis baltymas (BMP) ir kolagenas, įdėjimas ant implantų paviršiaus, kad būtų pradėti signalizuoti keliai, padedantys kaulų ląstelėms diferencijuotis. Pavyzdžiui, implantai, pakeisti naudojant BMP-2, gali sutrumpinti osseointegracijos laiką nuo 3 mėnesių iki 6 savaičių ir padidinti implantavimo sėkmės procentą iki daugiau nei 98%.