原子層沉積ALD在生物醫(yī)療方面的應(yīng)用
瀏覽次數(shù):1005 發(fā)布日期:2023-5-18
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隨著生命科學(xué)和材料科學(xué)的不斷發(fā)展,生物醫(yī)用材料也在不斷革新。生物相容性涂層對(duì)于生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域是至關(guān)重要的條件,尤其是植入支架。將生物不相容材料通過(guò)表面涂層達(dá)到生物相容性表面目的是目前醫(yī)學(xué)領(lǐng)域迫切需要的。鈦及鈦合金具有接近人骨的彈性模量,優(yōu)異的耐腐蝕性和良好的生物相容性,逐漸被廣泛應(yīng)用于牙科植入物、人工關(guān)節(jié)、骨科創(chuàng)傷等多個(gè)領(lǐng)域。然而,鈦及其合金在臨床使用時(shí)仍有待進(jìn)一步改性。Mg合金的生物降解性和良好的力學(xué)性能使其成為潛在的生物醫(yī)用材料,然而,它們?cè)谌梭w環(huán)境中的快速腐蝕限制了其在臨床上應(yīng)用。
原子層沉積(ALD)在生物方面的可應(yīng)用方向包含生物模板與仿生,生物相容性涂層,生物檢測(cè)電子器件,生物傳感器等。
在醫(yī)學(xué)中上有多種植入體內(nèi)的醫(yī)療設(shè)備,由于體液的腐蝕性,這些醫(yī)療設(shè)備的壽命包括安全性一直都是一個(gè)難題,而ALD可以通過(guò)低溫沉積形成非常致密的保護(hù)膜,由于是納米級(jí)別的膜厚其本身對(duì)醫(yī)療設(shè)備也不會(huì)造成影響,沉積ALD涂層后可以大幅度增加植入設(shè)備的壽命以及安全性,也有可能有效的減少更換手術(shù)的頻率;同時(shí)ALD有多種材料都具有生物相容性,這種涂層對(duì)人體組織是沒(méi)有任何細(xì)胞毒性的,這使得在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中,用于對(duì)細(xì)胞構(gòu)建生物相容性底物的制備時(shí),ALD沉積表面涂層能滿足對(duì)新型生物相容性材料的需求;而在藥物方面,ALD涂層可以有效的保護(hù)顆粒不受周?chē)諝夂退值挠绊,從而大幅度的延長(zhǎng)藥物的保質(zhì)期;目前國(guó)外已有許多醫(yī)療機(jī)構(gòu)將目光投向了ALD技術(shù),在未來(lái)醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展中,原子層沉積勢(shì)必會(huì)擁有一席之地。
圖1:人造骨骼
圖2:Thin TiO2 Coatings by ALD Enhance the Cell Growth on TiO2 Nanotubular and Flat Substrates