醫(yī)用鈦表面超結(jié)構(gòu)的外場(chǎng)響應(yīng)及其成骨抗菌作用

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”第三期《醫(yī)用鈦表面超結(jié)構(gòu)的外場(chǎng)響應(yīng)及其成骨抗菌作用》，歡迎關(guān)注！

醫(yī)用鈦及其合金具有優(yōu)良的生物相容性、機(jī)械性能和耐腐蝕性能，廣泛應(yīng)用于口腔牙種植體、人工關(guān)節(jié)、骨內(nèi)固定系統(tǒng)等的植入級(jí)醫(yī)用金屬材料。但同時(shí)，鈦材料本身生物惰性且無(wú)抗菌性能，植入人體易引發(fā)術(shù)后感染。

科學(xué)家們?yōu)榱似平膺@個(gè)難題，正在給醫(yī)用鈦穿上**“超結(jié)構(gòu)外衣”**，通過(guò)特殊的刺激來(lái)激活它的生物活性，讓它不僅能促進(jìn)骨骼生長(zhǎng)，還能抵御細(xì)菌。

特別是有一種類(lèi)似蜂窩的聲學(xué)超結(jié)構(gòu)TiO2涂層，它有特殊的“超能力”，能夠捕捉和轉(zhuǎn)換聲波，將其變成熱能和化學(xué)能，增強(qiáng)醫(yī)用鈦的生物功能。

下面介紹這一涂層的兩種“超能力”。

第一種是聲波變熱能的超能力。研究者打造的“蜂窩涂層”能與超聲波完美耦合，在超聲波的作用下，涂層溫度上升，用高溫把細(xì)菌**“熱爆炸”**。

此外，此種涂層還模仿了骨骼的結(jié)構(gòu)，有助于細(xì)胞粘附和分化，對(duì)骨骼再生大有裨益。

聲波變消毒劑！第二種是聲波變化學(xué)能的超能力。這層超結(jié)構(gòu)涂層外衣能捕捉聲波，再通過(guò)石墨烯和氧化鈦的聯(lián)手，產(chǎn)生氧化活性物質(zhì)，瘋狂攻擊細(xì)菌。即使是輕微的超聲波，也能讓這層外衣發(fā)揮殺菌奇效。

實(shí)驗(yàn)證明，此種涂層在低強(qiáng)超聲下就能高效清除表面的細(xì)菌感染。

不止聲波，還有光、熱、力、磁、電，這些都能成為抗擊細(xì)菌的武器。選對(duì)武器，治療更高效?；旌鲜褂眠@些武器，還能發(fā)揮多功能治療的強(qiáng)大力量！

通過(guò)聲學(xué)超結(jié)構(gòu)在醫(yī)療上的應(yīng)用，是否讓人感到科技的力量不可思議？

參考文獻(xiàn)：

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