医用钛合金材料表面改性对骨整合影响的研究进展

王杰 李浩鹏*

近年来，随着骨科植入物手术的快速发展，使得从前极为棘手的脊柱外科疾病（如寰枢椎脱位和各种病因导致的脊柱侧凸）的手术治疗成为可能。目前，骨科植入物手术所用的生物材料大体上可分为四大类：金属及其合金、聚合物、陶瓷以及天然材料（如自体骨或同种异体骨）[1-3]。其中，临床应用最为广泛的生物材料当属以Ti6Al4V为代表的钛合金材料。

自20世纪60年代开始，钛及其合金材料逐渐应用于骨科植入物。如今，已有2%的钛用于医疗用途。与其他金属植入物材料相比，钛合金材料具有良好的生物相容性、耐腐蚀性以及机械强度[4]。但是，随着医用钛合金材料在临床中的广泛应用，其不足之处逐渐显现。在骨科植入物术后随访过程中发现钛合金植入物存在塌陷、松动以及脱落的风险[5]。究其原因，主要是因为钛合金材料属于生物惰性材料，其不具备生物活性和骨诱导性，进而无法与骨界面形成良好的骨整合[6]。上述钛合金材料的自身缺陷使得医用钛合金的进一步临床推广应用受到了限制。材料的表面形貌是影响材料性能的重要因素之一。改变金属材料的表面形貌设计有望克服并解决医用钛合金材料不具备生物活性和骨诱导性的自身缺陷，使其与骨界面形成良好的骨整合，以便今后更好地应用于临床。目前研究较为热门的表面改性技术主要有喷砂与酸蚀改性设计、去合金化改性设计、微弧氧化改性设计、等离子喷涂改性设计。……