什么是生物相容性？

生物相容性是指材料與生物體之間的相互作用與兼容性。當(dāng)生物材料被植入人體后，它會對特定生物組織環(huán)境產(chǎn)生作用，同時生物組織也會對材料產(chǎn)生反饋作用，這種相互作用將持續(xù)進(jìn)行，直至達(dá)到穩(wěn)態(tài)或植入物被移除。生物相容性的優(yōu)劣主要取決于材料的固有特性及其應(yīng)用場景。

材料的物理化學(xué)性質(zhì)，如形態(tài)、尺寸及表面粗糙度，以及材料合成或加工過程中可能殘留的低分子毒性物質(zhì)、工藝污染、體內(nèi)降解產(chǎn)物等，均對其生物相容性產(chǎn)生顯著影響。短期與材料接觸可能導(dǎo)致細(xì)胞及全身性的毒性反應(yīng)、刺激性、致畸作用以及局部炎癥；長期接觸則可能引發(fā)基因突變、畸形發(fā)育甚至致癌風(fēng)險；與血液接觸時，材料還可能導(dǎo)致凝血功能障礙和溶血現(xiàn)象。

因此，在將材料應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域之前，評估其生物相容性是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，以確保材料的安全性和有效性。

等離子噴涂如何解決醫(yī)學(xué)植入物的生物相容性問題？

人工關(guān)節(jié)與骨骼作為治療骨科疾病的醫(yī)學(xué)生物材料制品，目前臨床上廣泛采用醫(yī)學(xué)金屬材料制造。得益于金屬的高強(qiáng)度、良好韌性及易于加工成型的特點(diǎn)，這類材料在臨床應(yīng)用中仍占主導(dǎo)地位。然而，金屬關(guān)節(jié)屬于生物惰性材料，植入人體后無法與組織形成生物結(jié)合，容易導(dǎo)致松動、下沉及疼痛等問題，從而影響長期療效，往往需要在數(shù)年后重新手術(shù)更換。因此，研發(fā)既具備生物活性又滿足臨床需求的人工關(guān)節(jié)與骨骼材料，已成為國內(nèi)外生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域的迫切任務(wù)。

在人工關(guān)節(jié)方面，鈦金屬因其卓越的生物相容性而被廣泛應(yīng)用于硬組織修復(fù)。盡管致密鈦基植入體已在臨床上得到廣泛應(yīng)用，但由于鈦金屬的生物惰性，植入后易發(fā)生松動，導(dǎo)致植入失敗。為此，研究者們開發(fā)了一種等離子噴涂技術(shù)，在鈦合金表面噴涂具有生物活性的羥基磷灰石（HAP）涂層，使金屬表面具備生物活性，為新一代人工關(guān)節(jié)的制造提供了可行方案。例如，在鈦表面引入羥基磷灰石涂層，可實現(xiàn)植入體與骨組織間的高強(qiáng)度生物活性結(jié)合。此外，通過在致密鈦金屬表面構(gòu)建多孔結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)骨組織長入其中，從而實現(xiàn)牢固結(jié)合。同時，利用噴涂技術(shù)在人工關(guān)節(jié)表面形成陶瓷涂層，可提高關(guān)節(jié)的耐用性和抗磨性，延長使用

壽命。

在人工骨骼領(lǐng)域，鎂及鎂合金因其優(yōu)良的加工性能、強(qiáng)韌性以及與人骨相近的密度和彈性模量而展現(xiàn)出良好的生物相容性，成為新型生物醫(yī)學(xué)材料研究的熱點(diǎn)。然而，鎂及鎂合金的快速腐蝕降解及產(chǎn)生的堿性腐蝕產(chǎn)物限制了其臨床應(yīng)用。因此，控制腐蝕速率并減輕腐蝕產(chǎn)物對機(jī)體組織的影響成為關(guān)鍵研究方向。目前，降低鎂及鎂合金腐蝕速率的方法主要包括摻雜和表面改性兩種。等離子噴涂技術(shù)作為一種高效表面改性手段，通過在金屬植入體表面沉積Ca—P物質(zhì)或羥基磷灰石（HA）層，有效提高了材料與骨組織的相容性及成骨誘導(dǎo)性。

等離子噴涂解決生物相容性問題的優(yōu)勢

等離子噴涂技術(shù)在醫(yī)學(xué)植入物領(lǐng)域的應(yīng)用具有顯著優(yōu)勢：

l  無毒無害：涂層材料對生物體無毒，適用于體內(nèi)安全使用。

l  良好的生物相容性：涂層與生物體和細(xì)胞具有良好的適應(yīng)性和親和性，副作用小。

l  耐腐蝕性強(qiáng)：涂層能夠抵抗人體體液的腐蝕作用。

l  耐磨性好：涂層具備長期使用過程中的耐磨性能。

l  力學(xué)性能優(yōu)異：涂層滿足人體運(yùn)動所需的強(qiáng)度和韌性要求。

l  促進(jìn)組織生長：噴涂層的多孔性和粗糙表面有利于生物體組織向人工骨骼表面的生長和親和。