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钽材料在生物医疗领域的具体应用

2019-01-04 责任编辑:未填 浏览数:16 得宝网

核心提示:     1. 钽涂层   钽金属优异的耐腐蚀性,将其涂覆在某些医用金属材料表面,以阻止有毒元素的释放,提高金属材料的生物相容性,同时钽涂层也提高了材料在人体中的可视性。   钽涂层可提高钛金属的骨整合性能 ...

  

  1. 钽涂层

  钽金属优异的耐腐蚀性,将其涂覆在某些医用金属材料表面,以阻止有毒元素的释放,提高金属材料的生物相容性,同时钽涂层也提高了材料在人体中的可视性。

  钽涂层可提高钛金属的骨整合性能,增进细胞的粘附能力,促进细胞的生长。

  钽涂层更高的表面能和更好的润湿性改善了细胞与植入材料之间的相互作用。

  除了金属材料外,钽还可以涂覆在一些非金属材料表面,如碳笼表面涂覆钽用于脊柱融合术,钽涂层提高了碳笼的强度、韧性以适合脊柱承力及更好地满足手术过程的要求。

  

  2. 钽支架、钽丝、钽片

  钽金属可以制成各种形状和尺寸的钽片,根据人体各部位的需要进行植入,如修补、封闭人体破碎头盖骨和四肢骨折的裂缝及缺损。用钽片制成人造耳固定在头部之后,再移植皮肤,经过一段时间后,新移植的皮肤生长得很好,几乎看不出是人造钽耳朵。

  钽的延展性好,可制成与头发丝相当甚至更细的丝。其作为手术缝合线具备灭菌简易、刺激较小、抗张力大等优点。钽丝可用于缝合骨、肌腱、筋膜,以及减张缝合或口腔内牙齿固定,还可用作内脏手术使用的缝合线,或嵌人人造眼球中,还可以替代肌腱和神经纤维。

  利用钽丝可编织成网状球囊扩张支架,钽支架在X光下清晰可视,非常便于监测和随访。其长期滞留体内无断裂及腐蚀。柔韧性良好,钽丝支架可以较好地适应动脉的正常搏动,能够快速、准确地缩放。

  

  3.纳米载体

  钽是5种具有生物相容性的元素中较好者。在生物组织和其他环境中,钽表面能立即生成一层化学稳定的钝化膜,从而使钽具有良好的化学稳定性和抗生理腐蚀性,并具有生物相容性。

  介孔氧化钽纳米颗粒作为一种新型纳米载体,既具备良好的药物载体性能,又能产生放疗增敏效应;

  介孔氧化钽的纳米体系可以高效装载阿霉素,延长药物在体内的半衰期,并在肿瘤部位实现pH响应的药物释放,有利于肿瘤靶向化疗;

  钽元素本身有着较好的放疗增敏效果,使得最终的放化疗治疗效果有显著的提升。

  4.多孔钽人工关节

  多孔钽金属具有3D多孔空间构型,高摩擦系数、良好的机械性能及组织长入特性,使得它成为关节重建中具有广泛应用前景的骨替代生物材料。

  多孔钽用于全膝关节置换手术,其结构提供了足够的支撑,病人骨愈合良好,没有无菌性松动现象发生。

  

  5.多孔钽支架

  多孔金属钽作为一种较理想的骨科植入材料,成为支架材料研究中的后起之秀。

  与其他支架材料相比,多孔钽支架材料因其弹性模量与人松质骨相近、孔隙率高、摩擦系数大、生物相容性较好,将其植入体内后,更有利于骨缺损部位及周围组织的局部稳定。

  同时多孔钽与人体松质骨具有极为相似的三维空间网状结构,细胞可在材料表面或孔隙内部附着、增殖,具有内生性生长特性,加速骨再生。

  6. 骨小梁金属

  关节置换、肿瘤重建术、脊柱融合术、股骨头缺血性坏死的运用

  7. 多孔钽钉

  多孔钽钉是一种具有人体松质骨结构特点的蜂窝状立体棒状结构,平均孔隙为430nm,孔隙率为75~80。多孔钽棒的弹性模量约为3GPa,介于松质骨(约为1GPa)与皮质骨(约为15GPa)之间,远低于常用的钛合金植入材料(约为110GPa),从而可避免应力遮挡,造成的骨折。

  优点:

  骨组织可以长入多孔钽钉内部的固定强度逐渐增大;

  血液循环带入钉体,有利于防止骨折不愈合和股骨头坏死的发生;

  多孔钽钉与骨有极好的生物相容性,植入后不需取出,能有效防止内固定取出后再骨折的风险。

  

  8.多孔钽填充材料

  填充部位

  肿瘤切除后的组织再造、颈部和腰椎溶解填补、椎弓置换等

  发展前景

  由于多孔钽在力学性能、组织生长、加工性能等方面近乎完美的融合,为多孔钽的成型提供了广阔的设计空间。

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