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我国科学家制备含钴钛基骨植入物：金属材料为骨修复带来新希望

2024-12-05 10:12:20 来源：新华网

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简介：中国科大吴征威特任研究员联合中南大学湘雅医学院邓幼文教授，利用等离子体浸没离子注入技术制得含钴钛基骨植入物。该植入物可加速骨修复、消除感染，减轻炎症，促进组织再生，有抗菌特性，相关成果发表于《先进科学》。

新华社合肥12月4日电，中国科学技术大学传来喜讯，该校吴征威特任研究员与中南大学湘雅医学院邓幼文教授携手合作，成功制备出一种极具潜力的金属骨植入物——含有钴元素的钛基骨植入物。这一成果为骨骼疾病的治疗带来了新的曙光。

在现代医学领域，感染性骨缺损的治疗和骨骼功能的恢复一直是棘手的难题。传统临床治疗中，长期使用抗生素是常见手段，但这一做法却带来了微生物耐药性增加的风险。而且，生物膜引发的炎症反应也会对组织愈合过程形成阻碍，使得骨感染的治疗变得更加复杂。

此次研究团队采用了等离子体浸没离子注入技术。具体操作是将钛植入物浸没在等离子体环境中，然后施加高压脉冲。借助电场的力量，等离子体中的钴离子被加速注入到钛合金的表面之内。这种技术的优势在于能够对植入物进行一步式的改性，并且可以精确地调控注入的剂量。

经过实验验证，通过这种技术制备的材料展现出了卓越的性能。它成功地减轻了组织的炎症反应，为新骨骼的形成按下了“加速键”，还在一定程度上消除了骨骼感染中的细菌和其他病原体。这表明该材料具有有效的生物物理适应性，能够在感染性骨缺损愈合与组织再生方面发挥积极的作用。

研究人员深入分析实验结果发现，材料中的钴离子发挥了关键作用。它能够使巨噬细胞极化为有助于组织愈合的M2型表型，从而为骨骼再生营造出良好的免疫环境。这一极化过程促进了成骨分化，同时降低了细胞内抗酒石酸酸性磷酸酶的活性，抑制了破骨细胞的活化。更为重要的是，该植入物还具备显著的抗菌特性，能够抑制细菌生物膜的形成。研究团队通过对基因组学数据的讨论，从分子机制的角度进一步理解了材料对巨噬细胞极化的调控作用，充分论证了含钴钛合金材料在骨修复与免疫调节方面的治疗潜力。相关研究成果已经在国际学术期刊《先进科学》上发表，这一成果有望在未来的骨骼疾病治疗中得到广泛应用。