醫(yī)用聚醚醚酮表面異質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建及其抗菌成骨作用

為深入貫徹落實(shí)《全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)規(guī)劃綱要（2021-2035）》，響應(yīng)公眾對(duì)生物醫(yī)用材料的表面生物功能化領(lǐng)域的認(rèn)知需求，中國(guó)生物材料學(xué)會(huì)生物材料表界面工程分會(huì)聯(lián)合寧波華甫醫(yī)療科技有限公司共同推出材料表面的功能化改性系列科普文章。

今日帶來(lái)的是“材料的表面生物功能化系列科普”第四期《醫(yī)用聚醚醚酮表面異質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建及其成骨抗菌作用》，歡迎關(guān)注！

聚醚醚酮（PEEK）——新型骨植入材料，具有X光透射性和與骨一致的彈性模量，在醫(yī)療領(lǐng)域備受矚目。

然而PEEK的化學(xué)特性過(guò)于穩(wěn)定，導(dǎo)致它難以促進(jìn)骨生長(zhǎng)，與骨頭的粘合力也不強(qiáng)，對(duì)人體顯得有些“冷漠”。

為點(diǎn)燃它的熱情，科學(xué)家想到應(yīng)用等離子體技術(shù)，在PEEK表面打造了一層“外衣”，大大增強(qiáng)其成骨和抗菌的本領(lǐng)，為骨植入材料的應(yīng)用帶來(lái)了新希望。

他們是怎么完成這一招的呢？

科學(xué)家用一種特殊的氣體（氬氣）和銅的等離子體，就像發(fā)射大炮一樣，把銅的離子“攻打”進(jìn)了PEEK材料里，形成了銅的納米顆粒。然后再用鐵的離子“噴槍”，給這些銅粒子又包上一層鐵殼，在PEEK植入體表面形成了具有兩種金屬的特殊排列的納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)。

這樣一來(lái)，PEEK植入體的表面穿上了一件銅-鐵異質(zhì)結(jié)構(gòu)的神奇外衣了。

在人體中，這件外衣能像小電池一樣工作，產(chǎn)生一種叫做活性氧（ROS）的超級(jí)清潔劑，它們能高效消滅細(xì)菌。實(shí)驗(yàn)也告訴我們，穿上這件外衣的PEEK材料，殺菌效果確實(shí)大大增強(qiáng)。

而且，改造后的PEEK表面變成了納米小球形狀，變得十分親水，還有像人體骨頭一樣的彈性。這樣一來(lái)，它變成了干細(xì)胞的樂(lè)園，幫助干細(xì)胞更好地粘附、成長(zhǎng)，還能促進(jìn)骨頭再生。

看，科技力量是如此神奇，可以將原本有缺陷的事物變得更加完美！

參考文獻(xiàn)：

Zhiyu Hou, Ji Tan, Shiwei Guan, Chao Wei, Zhenhao Hou, Xianming Zhang, Xuanyong Liu, Tailoring microenvironment responsive Fe/Cu micro-galvanic couples on polyetheretherketone for selective antibacteria and osteogenesis, Composites Part B: Engineering, 2024, 284, 111670.