กระดูกโลหะ — โลหะผสมไทเทเนียมสามารถเร่งการสร้างกระดูกใหม่ - ความรู้

โลหะผสมไทเทเนียมทางการแพทย์ไม่เพียงแต่ปลอดสารพิษ น้ำหนักเบา และป้องกันการกัดกร่อนเท่านั้น แต่ยังมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีเยี่ยมและความสามารถตามธรรมชาติในการรวมเข้ากับกระดูกของมนุษย์ สามารถใช้เป็นวัสดุปลูกฝังที่ฝังอยู่ในร่างกายมนุษย์ และอื่นๆ ซึ่งเป็นวัสดุโลหะทางการแพทย์ในอุดมคติ .

Marvel Universe's X-Men ภาพยนตร์ซีรีส์ Wolverine'sโลหะผสมไททาเนียมกระดูกมนุษย์แสดงพลังและทำลายไม่ได้ ถ้าเราเปลี่ยนโลหะผสมไททาเนียมทางการแพทย์เข้าสู่ร่างกายในโลกแห่งความเป็นจริงหรือแทนที่กระดูกของเราด้วยกระดูก Ti เราจะแข็งแกร่งขึ้นหรือไม่?

Wolverine's titanium alloy human bones

เมื่อวันที่ 25 พฤศจิกายน พ.ศ. 2564 มหาวิทยาลัยเทียนจิน มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเหอเป่ย์ มหาวิทยาลัยหูเป่ย และสถาบันวิจัยอื่น ๆ ได้ตีพิมพ์บทความวิจัยเรื่อง"การปลูกถ่ายป้องกันการติดเชื้อที่กระตุ้นตนเอง" ในการสื่อสารธรรมชาติ ผลปรากฏว่าTi6Al4V (ti6) ไททาเนียมอัลลอยด์รากฟันเทียมStaphylococcus aureus และ Escherichia coli ที่ปรับปรุงโดยการเคลือบ HA / MoS2 แสดงให้เห็นฤทธิ์ต้านแบคทีเรียในระดับสูง มันสามารถเร่งการงอกใหม่ของกระดูกโดยการส่งเสริมความแตกต่างของการสร้างกระดูกของเซลล์ต้นกำเนิดจากเยื่อหุ้มเซลล์

Self-activating anti-infection implant

ในการผ่าตัดกระดูกทางคลินิก เป็นการยากที่จะให้รากฟันเทียมที่มีความสามารถในการสร้างกระดูกที่ดีและมีฤทธิ์ต้านแบคทีเรียในเวลาเดียวกัน การติดเชื้อแบคทีเรียและการรวมเนื้อเยื่อกระดูกกับเนื้อเยื่อของโฮสต์ทำให้เวลาในการฟื้นตัวช้าลงและเพิ่มอัตราการเกิด กุญแจสู่ความสำเร็จของรากฟันเทียมอยู่ที่การสร้างความแตกต่างอย่างรวดเร็วของการสร้างเซลล์สร้างกระดูกบนรากฟันเทียมและการป้องกันการติดเชื้อแบคทีเรียในเวลาเดียวกัน

ไฮดรอกซีอะพาไทต์ (HA) มีการนำกระดูกที่ดี มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผสมผสานกระดูกของรากฟันเทียมทางทันตกรรมและกระดูก นอกจากความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีแล้ว โมลิบดีนัมซัลไฟด์ (MoS2) ยังมีคุณสมบัติทางกายภาพและโฟโตอิเล็กทริกที่เป็นเอกลักษณ์ ซึ่งทำให้มีคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่ดีเยี่ยมต่อแบคทีเรียแกรมบวกและแกรมลบ

ในการศึกษานี้ นักวิจัยได้เตรียมวัสดุทั้งสองข้างต้นลงในการเคลือบ HA / MoS2 ที่ได้รับการดัดแปลงรากฟันเทียม Ti6Al4V (ti6)โดยการเคลือบด้วยเลเซอร์และการสะสมไอสารเคมี (CVD) การเคลือบ HA / MoS2 ใช้พลังงานที่เกิดจากกระบวนการเผาผลาญของ Staphylococcus aureus และ Escherichia coli เพื่อกระตุ้นฤทธิ์ต้านแบคทีเรียของ HA / mos2-ti6 โดยไม่ต้องใช้พลังงานเพิ่มเติม เป็นกระบวนการป้องกันการติดเชื้อที่กระตุ้นตัวเอง ในเวลาเดียวกัน มันสามารถปรับปรุงอัตราการรอดชีวิตของสเต็มเซลล์มีเซนไคม์จากไขกระดูก และส่งเสริมการสร้างความแตกต่างของโครงสร้างกระดูกของเซลล์ต้นกำเนิดมีเซนไคม์จากไขกระดูกโดยการควบคุมระดับของ Ca2 +

prevent bacterial infection and promote bone tissue regeneration

หมายเหตุ: การเคลือบ HA / MoS2 สามารถป้องกันการติดเชื้อแบคทีเรียและส่งเสริมการสร้างเนื้อเยื่อกระดูกใหม่