受贻贝启发的粘合剂可在植入物和骨骼之间建立粘合关系

摘要:

如果你曾尝试过将贻贝从岩石上拉下来,你就会知道这需要挺大的力气,因为它们非常善于抓住岩石。贻贝能够在海水冲刷的海岸线顽强生存,成功的秘诀在于一种天然粘合剂,现在这种粘合剂已经被复制到一种胶水中,可以帮助骨科植入物与骨组织保持粘连。

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3D打印机将多巴胺基粘合剂应用到髋关节的三维钛轴上 图/弗劳恩霍夫 CMI

人工髋关节等植入物的问题之一是,随着时间的推移,钛植入物会从与其粘合的骨头上脱落。这时就需要进行第二次手术来重新连接或更换植入物。多年来,不同的研究小组一直在寻找避免这种情况发生的方法。由贻贝启发的胶水是最新也是最有趣的例子之一。

这种生物相容性物质由德国弗劳恩霍夫研究小组的科学家开发,可以直接用三维打印技术打印到钛植入物的曲面上,确保植入物/骨界面的涂层均匀。

它主要由含有多巴胺的合成聚合物组成。多巴胺分子是二羟基苯丙氨酸的化学类似物(即具有相似的结构),而二羟基苯丙氨酸是贻贝产生的关键氨基酸,是其天然粘合剂的一部分。

这种胶水还含有矿物质颗粒、蛋白质和信号分子等添加剂,可使患者的身体将其识别为类似骨骼的物质。因此,邻近骨组织的细胞很容易长入其中,据说这样就能确保牢固持久的粘合。

此外,多巴胺还具有抗菌作用,可最大限度地降低植入部位的感染几率。

最后,这种胶水还可以改性,只有在紫外线照射下才会硬化。这意味着外科医生可以慢慢地对准植入物,然后在植入物完全就位后用紫外线灯将其锁定。今后,还可以打开或关闭粘合效果,以便在必要时重新定位种植体。

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