3D打印和新材料

新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料,具有比传统材料更为优异的性能。应用于医疗器械中正在研发、性能超群的材料,比传统材料拥有更优异的性能。

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钻石可以帮助改进生物医学植入物的相容性

来源:康健新视野 2018-03-16 14:46

来自皇家墨尔本理工大学(RMIT University)的研究人员首次使用了钻石帮助改善身体对生物医学植入物的相容性。时下很常用的医学植入材料之一是金属钛,这是一种非常可靠的金属材料,可以针对患者的需求进行快速的定制化,但是,我们的身体有时候对这种材料是排斥的。这是由于金属钛中的化学物质,妨碍了组织和骨骼同生物植入物有效的结合。能否选用一种材料对钛金属进行好的包被从而改善它的生物相容性呢?


RMIT 的研究人员选择了一种出人意表的特殊材料——钻石,当然,处于成本考量,这是合成的钻石(人造金刚石)。这种并不昂贵的材料为困扰研究人员许久的问题提供了一个切实的解决方案。

这是 3D 打印的人造金刚石首次应用于生物医学植入,以及涉及骨骼肌肉系统的骨科手术。

这一突破是由 RMIT 大学工程系的生物医学工程师 Kate Fox 博士和她的团队实现的。

“现在,医学植入物的金标准是钛金属,但是很多时候钛植入物并不能够如我们所希望的那样,与身体很好的结合,”Fox 表示。

“为了解决这个问题,我们使用了 3D 的人造金刚石支架,以提供一种能够让常见的哺乳动物细胞粘附的表面涂层。我们使用爆炸纳米金刚石来制造比钛粉便宜的涂层。”

这种涂层不但能够提供更好的细胞粘附性,还能够促进哺乳动物细胞的增殖。钻石提升了生物体内的骨骼与植入物间的整合,在一段时间里降低了细菌的附着。

“我们的钻石涂层不但能够使得 3D 打印的植入物有更好的生物相容性,并且可以改善它们的佩戴和抗性。这是一种超级生物材料。”研究发表在了《ACS applied Materials and Interfaces》上。这使得 RMIT 先进制造区在近期对关于 3D 打印钛支架的进展有所突破。

这种包被在墨尔本纳米制造中心通过微波等离子体过程实现。钛支架同人造金刚石共同打造出了这种复合生物材料。

Fox 表示,这种技术应用于患者还需要几年的时间,但是我们完成了最初的关键一步。

参与了相关研究的 Aaqil Rifai 博士表示,钻石非常有效,因为碳本身就是人体的主要构成元素。

“碳具有难以置信的生物相容性,”Rifai 说。“我们的身体很容易接受并将钻石作为复合材料界面的平台。”

除了骨科外,金刚石还被用于血管支架,有助于保持心脏动脉的开放性,以及关节、仿生学和假肢。

对于现在而言,研究人员正在集中研究这些技术如何应用于骨科。

“3D 打印是当今时代的一场突破性的革命。通过 3D 打印,我们可以设计出病人特定的医学等级植入物。该技术快速、准确、可靠,节省了劳动时间。3D 打印的可扩展性正在迅速发展,所以我们可以预见,在不久的将来,在整形外科领域,金刚石涂层将会变得很普遍。”Rifai 表示。

原始出处:

[1] Researchers bring the bling to improveimplants(生物谷Bioon.com)
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