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1、中国骨伤2007年5月第20卷第5期ChinaJOrthop&Trauma,May.2007,Vol.20,No.5·355··综述·人工关节表面涂层研究现状张国强,王岩(中国人民解放军总医院骨科,北京100853)【摘要】生物固定型人工关节假体表面涂层的研究成为目前人工关节领域研究的热点。随着组织工程学、材料学的发展,在人工关节表面用材、涂层类型及其处理方式等方面都有很多成果出现,本文就以上几个方面加以综述。【关键词】涂层;表面处理;人工关节ProgressinresearchoncoatingsonprosthesisZHANGGuo2Qiang,WANGYan.Ge
2、neralHospitalofPLA,Beijing100853,ChinaABSTRACTToresearchonmaterialcoatedonprosthesishasbeenafocusofthefieldoftheprosthesisdesign.Manyout2comeshavepresentedintheresearchesonmaterials,processmethodandformationtypewiththeadvanceintissueengineerandmaterialscience.Thisarticleisjustareviewonthe
3、seaspectsabove.KeywordsCoatings;Surfacetreatment;JointprosthesisZhongguoGushang/ChinaJOrthop&Trauma,2007,20(5):3552356www.zggszz.com目前生物固定型人工关节在临床应用中占据越来越重要学测试结果表明其结合强度明显高于单纯HA涂层。Ning[5]的地位。其与骨的固定主要通过两者间的紧压配合完成。为等将HA、ZrO2、钛和生物玻璃组合形成梯度涂层,测得金了使假体与骨实现牢固、长久的固定,人们对假体表面结构进属和涂层的界面强度是53MPa,明显高于单纯
4、HA涂层者。行了广泛、深入的研究。现就目前生物固定型假体表面结构112羟基磷灰石HA具有与人骨组织相同的化学和晶体[6]的用材、结构设计以及处理方式等方面的研究现状加以综述。形状结构,具有良好的生物相容性和骨引导性。许多动物1表面材料实验及临床初期应用结果均显示出其比非涂层假体更为优良由于生物固定型人工关节是通过假体表面与骨的紧密压的固定效果。然而,HA涂层较弱的力学性能使其中远期效[7]配达到固定目的,所以假体表面结构的性状对骨-假体的牢果明显变差,Lopes等在临床研究中显示,HA涂层假体在固结合起着至关重要的作用。就用材而言,现行临床应用和植入中期有5%的松动率,尸
5、检及临床回顾性分析表明假体实验研究多集中在陶瓷、羟基磷灰石(HA)等类骨质材料以周围的骨结合是不连续的。所以近年来对HA的研究多集中及钛等金属材料。在HA材料改性以及涂层处理技术改进等方面,以期提高涂[8]111氧化铝(锆)陶瓷氧化铝陶瓷具有良好的生物相容层的成骨能力和力学性能。Heimann等在常压下利用等离性、稳定的理化性质、良好的耐磨性及耐腐蚀性,其表面的微子喷涂技术将HA和二氧化钛(TiO2)喷涂于钛金属假体表面[1]孔还可引导骨长入。卢宏章等设计了氧化铝涂层人工关形成复合涂层,并将该涂层与单纯HA涂层假体进行动物实节在负重状态下的动物实验,X线及组织学观察结果显
6、示氧验对比研究,结果显示复合涂层假体有明显的骨长入且没有化铝涂层与骨结合紧密,骨组织能长入涂层表面的微孔内,证裂纹和分层,而在单纯HA涂层假体则观察到明显的裂隙和实了其良好的骨引导性能。但也有人认为氧化铝是惰性陶分层现象。研究证实TiO2和ZrO2等都具有阻碍HA涂层裂瓷,不能象HA一样与骨形成化学结合,而且还可能引起局部纹形成和发展的作用,所以在HA中加入TiO2和ZrO2可明显的骨钙化不良,不能作为人工关节的骨界面材料[223]。[9210][11]增强界面的结合强度以及中远期固定效果。Kim等近年来,人们又对氧化锆陶瓷用于表面涂层材料进行了通过凝胶-溶胶法在钛基体表
7、面制备出HA与TiO2复合涂研究。氧化锆(ZrO2)同样具有良好的耐磨性、抗生理腐蚀性层,涂层厚度约800～900μm,均匀且高度致密。经检测其结和生物相容性,同时在强度和断裂韧性等方面也优于其他生合强度为56MPa,明显高于纯HA(37MPa),其细胞增殖和碱物材料。目前常将ZrO2作为辅助材料添加到HA涂层中作性磷酸酶活性也明显增高。[4]为中间梯度来改善涂层的力学性能,如肖秀峰等利用水热113钛金属纯钛或钛合金作为人工关节表面材料具有良沉积法在HA涂层中加入ZrO2制成HA2ZrO2复合涂层,力好的生物相容性,低弹性模量
