2023年医学报告 - 电化学沉积生物功能涂层的研究进展_翁文剑（英）.pdf
电化学沉积制备生物功能涂层的研究进展综述
本文综述了电化学沉积在制备生物功能涂层方面的研究进展，重点关注其在改善医用金属植入体生物相容性和骨整合能力上的应用。
**1. 电化学沉积的优势：**
电化学沉积作为一种温和的涂层制备方法，具有以下优点：
* 适用于各种形状的基体材料。
* 可在室温或接近室温条件下进行，有利于保持生物分子的活性。
* 可通过改变沉积条件精确控制涂层厚度。
* 可通过添加无机离子或生物分子实现多组分共沉积，制备多功能涂层。
**2. 生物功能涂层类型与研究进展：**
* **生物活性涂层：**
* **生物活性陶瓷涂层：** 磷酸钙（HA）涂层，通过电化学沉积与金属植入体结合，提高骨整合能力。研究关注HA涂层的形成过程、结晶度、结合强度以及对骨整合的影响。
* **生物活性玻璃涂层：** 通过电泳沉积法制备生物活性玻璃涂层，促进与宿主骨的化学键合。研究关注涂层微观结构、生物活性以及与骨细胞的相互作用。
* **组织诱导性涂层：**
* 通过在涂层中引入生物活性分子（如胶原蛋白、BMP-2等）来调控细胞行为，促进骨组织形成。研究集中于生物分子与涂层的复合、生物分子的稳定性和活性维持。
* **表面结构化涂层：** 利用钛金属表面的微纳结构来调控细胞的粘附、增殖和分化，从而促进骨整合。研究集中于微纳结构的构建、尺寸、形貌对细胞行为的影响。
* **生物刺激型涂层：**
* 通过电化学沉积制备导电涂层，通过电刺激促进成骨细胞的生长和分化。研究关注电刺激参数、涂层材料和细胞反应之间的关系。
* 药物控释涂层：例如壳聚糖/水滑石/胰岛素复合涂层，可通过电场调控药物释放速率，实现按需给药。
* **抗菌性涂层：**
* **直接型抗菌涂层：** 材料表面具有直接杀菌或抑制细菌粘附的特性，如纳米二氧化钛涂层。
* **释放型抗菌涂层：** 涂层中包含抗菌剂（如银离子、壳聚糖等），通过释放抗菌剂实现长效抗菌。研究关注抗菌剂的释放速率、涂层稳定性以及抗菌效果。
* **缓释性涂层：**
* 通过控制涂层的微观结构或引入纳米载体，降低药物/生长因子的释放速率，延长其有效时间。研究集中于药物/生长因子在涂层中的负载、释放机制以及缓释效果。
**3. 未来发展趋势：**
* 提高涂层与基体结合力，尤其是涂层与金属基体的结合。
* 原位组装生物功能分子，简化制备过程。
* 设计多功能刺激型涂层，调控细胞反应。
* 改进缓释涂层，实现药物和生长因子的精确释放。
电化学沉积技术在制备生物功能涂层方面具有广阔的应用前景，通过精细的涂层设计，可有效提高植入体的骨整合效果和临床应用价值。
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