醫用鈦表面高度有序納-微米結構及生物性能研究

《醫用鈦表面高度有序納-微米結構及生物性能研究》是依託廈門大學，由林昌健擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：醫用鈦表面高度有序納-微米結構及生物性能研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：林昌健
• 依託單位：廈門大學

項目摘要

基於自然骨仿生學和生物表界面複雜過程的觀點，高性能醫用植入材料表面應具有高度有序納-微米多級結構，以滿足生物表面最佳的微環境及界面過程的協同效應。 本申請擬開展如下研究：（1）運用場致自組織電化學刻蝕法，建立一種可在鈦表面精確構築高度有序的納-微米多級結構、並可實現批量化套用的表面技術；（2）進一步探明鈦表面高度有序的納-微米多級結構的形成機理、調控因子及作用規律：（3）在高度有序的納-微米多級結構表面進行化學生物學組裝和修飾，進一步增強生物特性；（4）建立一種超親－超疏水模板法，在鈦表面構築圖案化陣列結構，高通量（高效）研究醫用鈦表面高度有序納-微米結構及其生物性能的關係，為實現新一代高性能醫用植入體表面納-微米製造提供理論基礎和技術支撐。

結題摘要

鈦及鈦合金因具有良好的化學穩定性、生物相容性以及力學性能而被廣泛用作人工骨、關節、種植體等硬組織替換材料。然而，鈦金屬材料表面呈生物惰性，難以與骨組織形成良好骨性結合，亟需對其表面結構和組分進行改性和修飾，以提高其生物相容性、生物活性等綜合性能。基於仿生學的觀點，本項目側重開展醫用鈦表面高度有序納微米結構精確構築、高度有序納微米結構的生物活性因子的組裝/修飾、表面梯度-圖案化高通量研究方法的建立及高度有序納微米 結構與細胞行為之間的構性關係的深入研究，主要取得以下進展和成果：（1）首次建立了一種場致自組織電化學刻蝕技術，在醫用鈦表面成功構築了納-微米有序多級結構，並對其形成機理進行了探討；（2）利用超親-超疏水模板法在鈦表面構築了組分/形貌梯度化微圖案結構，實現了高效的研究材料與細胞的相互作用。同時發展了雙極陽極氧化法構築梯度圖案化表面結構，為生物材料性能的高通量評價提供了一種新的途徑；（3）基於鈦表面微納米有序結構，開展了表面鈣磷塗層、抗菌肽、抑炎因子、血管內皮生長因子等功能化修飾和改性，進一步增強材料的生物性能和生物功能；（4）此外，我們還利用原位紅外和原位拉曼譜學技術，進一步探明材料生物礦化過程以及蛋白與材料表面相互作用機制。