生物相容性涂层-国立高雄应用科技大学体育馆.PPT

生物相容性塗層 生醫材料在廣義而言泛指一般與醫療相關的材料，如檢查與診斷的器械、手術器械、與人體器官的替代品。 生物相容性在許多文獻中並沒有很明確的定義，在1987 年，Williams 曾解釋過(Biocompatibility is the ability of a biomaterials to perform with an appropriate host response in a specific application) 一般泛指，當生醫材料植入生物體中，不會產生毒性反應與嚴重的發炎，且能使周圍組織正常生長，被植入的生物體也能存活，此材料就具有一定程度的生物相容性。 質輕與高強度 彈性極佳 低溫韌性高 低熱傳導，升溫快 人體親和性 抗過敏性 絕佳的抗腐蝕特性 鈦的化學活性強，置於大氣下易與氧結合形成ㄧ層氧化鈦薄膜，其薄膜具有良好的機械性質，並可以防止鈦繼續被氧化，但因自然生成之氧化鈦層結構鬆散且不均勻，故以人工方式在鈦表面生成緻密且均勻的氧化鈦層做進一步之應用，使其表面產生適當氧化鈦層並加以染色，以增加其美觀、耐蝕、機械強度等，其處理方法通稱之為陽極處理(Anodizing)。 在鈦－氧化鈦的界面反應為 ：Ti→Ti2++2e- 在氧化鈦-電解液的界面反應為 ：2H2O→2O2-+4H+ 2H2O→O2↑+4H++4e- 氧化反應中，氧化層不斷增厚，其二氧化鈦電阻較大，因此所需之電壓降也較大，當電壓足夠大時氧化層就可以不斷生長。 在陽極氧化過程中，電壓超過氧化層的耐電壓，會有大量氣體出現，甚至出現火花，被稱為微弧氧化(MAO)，表面會形成多孔的二氧化鈦(anatase 和Rutilus )。 在文獻中指出經微弧氧化後的多孔性氧化層可誘導磷灰石的附著。 增加植體和骨組織的接觸面積與骨細胞或骨組織機械性的嵌合作用。 和基質成分交互作用後影響成骨細胞的附著及攀爬。 促進細胞的附著分子(attachment molecules)。 增加血液凝塊(blood clots)固持(retention)在植體表面的能力。 可促進成骨細胞活性(activity)的增加。 粗糙度表面會影響細胞附著及其構形，進而影響細胞行為的表現。 評估生醫材料之生物相容性的方法有很多種，一般主要分為 體外(in vitro)和體內(in vivo)兩方面。 體外(in vitro) ：在試管及培養皿中進行，利用組織或器官的培養，來測試材料的毒性與對於細胞所產生的免疫現象的種種影響。 體內(in vivo) ：將材料直接植入動物體內，可以經由組織切片處理觀察局部或整個系統的反應。 本實驗著重於體外試驗，將處理完的鈦金屬試片置放於模擬體液中數天，觀察磷灰石於試片的附著情形。 在體外試驗中首重於模擬體液的配置，模擬體液主要為模擬人體中的環境與人體中細胞的附著情形例如：Ringer 溶液、Hank 溶液、Fusayama 溶液、Jenkins 溶液 用來配制模擬體液的有以下化學試劑 氯化鈉 (NaCl) 碳酸氫鈉 (NaHCO) 氯化鉀 (KCl) 三水合磷酸氫二鉀 (KHPO4．3HO) 六水合氯化鎂 (MgCl2．6HO) 氯化鈣 (CaCl) 硫酸鈉 (NaSO) 三羥基氨基甲烷 [(HOCH)CNH] 1mol/L的鹽酸 (1mol/L HCl) pH標準溶液(用以標定溶液的pH值) 在陽極處理方面，可在電解液中添加一些增加生物活性的材料，可改善骨整合的時間。 體外試驗只是初步測試，後續可嘗試體內試驗能有更完整的結果。 陽極處理後所生成的多孔性氧化層，除了生醫材料方面，可更進一步應用在其他領域，這也是未來可以探討的地方。 * 國立高雄應用科技大學 機械與精密工程研究所 微奈米結構與分析實驗室 學生：陳韋廷 指導教授：鄭宗杰 信箱：tcchengme@cc.kuas.edu.tw 生醫材料(biomaterials) Clemson Advisory Board for Biomaterials “Definition of the word biomaterial＂, The 6th Annal Intermalionel Biomaterial Symposium, April 20-24, 1974. 血糖計-----愛奧樂醫療器材有限公司 人工牙根---光宏科技股份有限公司 人工髖關節-聯合骨材 血糖計 人工髖關節 人工牙根 生物相容性(biocompatible) 蘇建榮 針對不同表面處理之鈦合金骨螺絲作生物親和性的評估　成功大學醫學工程所,2002.6 氧化鈦