俄科學家利用硅酸鈣粉末和生物陶瓷製成活性骨假體

根據俄羅斯科學基金會發佈的新聞稿，這一研究由俄羅斯科學院遠東分院化學研究所、遠東聯邦大學、太平洋國立醫科大學、葉利亞科夫太平洋生物有機化學研究所的科學家共同參與。該研究還得到了俄羅斯科學基金會“總統研究項目計劃”的支持。研究結果發表在《自然科學進展：材料國際(Progress in Natural Science: Materials International)》雜誌上。

現代醫用假體進入人體後，會與骨組織相互作用：假體會刺激骨骼生長，促進細胞遷移、分裂和分化。為達到上述功能，假體必須滿足一系列條件。首先，假體不能對生命系統產生不利影響。其次，假體必須具有多孔結構，以便骨細胞和血管能夠穿過假體。第三，假體採用的材料必須具有生物活性，可以影響人體的生理過程。此外，假體成分不能在細胞的反應中發生相互拮抗競爭，阻礙骨骼生長。比如在同一種生物材料中，不能將鈣和鋁這兩種有競爭性的成分結合在一起。

俄羅斯科學院遠東分院化學研究所化學副博士、復合材料和生物陶瓷功能材料實驗室負責人葉甫蓋尼·帕貝諾夫表示：“普通硅酸鈣惰性假體很常見。但為了使假體具有生物活性，有必要採用專業技術，包括新技術和較少研究的技術。”生物陶瓷和硅酸鈣粉末合成材料的優點在於，製造過程中可以根據需要來確定特性和性能，還可以根據所需的尺寸來確定任何形狀。合成材料可以用於各種外科領域。在骨組織修復和鑲牙時，硅酸鈣粉末可用於微小頜面骨缺陷。而生物陶瓷可承受較大負載，可用於例如替換整個骨頭或關節的大手術。

科研人員還找到一種方法，可以使生物陶瓷和硅酸鈣粉末在進入人體後具有活性的同時，還可以保持假體的結構和強度，即採用“溶膠-凝膠”技術來合成粉末。這是一種在全球經過充分研究且非常廣泛運用的方法：將原始溶液變成納米顆粒粉末。研究人員在製造生物陶瓷時，使用火花等離子體燒結的獨創技術，將已製成的硅酸鈣粉末與各種生物活性添加劑合成陶瓷。這項假體製造技術在世界上還很少研究。

這種新假體的優點在於將材料自身的特性和可行的合成方法與人體相結合，添加金銀貴金屬納米粒子還可以使假體具有抗菌和消炎功能。這種具有高度生物相容性的骨假體可用於各年齡段的患者。