生物材料和医疗器械

生物材料的表面通常是设计并根据调节理化性质改善生物材料在每个应用程序的功能,并且可以由各种不同的材料,包括钛、不同塑料、硅胶或磷灰石取决于所需的最终用途和功能。

共同所有的材料必须具有生物亲和性,这通常是通过不同的表面处理或添加涂料。我们提供一些工具来帮助你设计、制造,描述和评价属性和生物材料的性能。

可以使涂层的生物相容性的设计和制造

从历史上看,医疗设备,通常是由各种金属,直接放置在身体。最近,提高医疗器械的生物相容性,不同的涂料有经常被应用。除了基本的生物相容性,其他的属性,如不同刺激响应性,药物输送能力和抗菌特性,也可以在这些生物材料涂层。

聚合物是一类材料的表面涂层的生物医学和生物应用。聚合物不仅具备良好的生物相容性,而且使药物传输,他们很容易基团,可以溶解在不再需要时。聚电解质多层膜被用于许多生物材料应用程序由于聚合物可用的范围,提供创建许多独特的可能性表面涂层与理想的属性。层还可以修改释放药物或活性肽。聚合物刷应对温度变化,pH、离子强度也很流行。

聚电解质多层膜是由层一层的沉积聚阳离子和聚阴离子。叠层技术使用浸渍镀膜机不仅被证明是一个优秀的方法沉积聚合电解质,但你也可以存款无机粒子或活性生物分子在生物材料表面,提供复杂的表面涂料的优势。

逐层沉积被用来建立一个简单而快速的非热能的涂层方法固定羟磷灰石和TiO₂聚(甲基丙烯酸甲酯)PMMA纳米颗粒(ACS达成。板牙。和接口2016,35565 - 35577)。在另一项研究中,多孔纤维素纳米晶体和聚(乙烯醇)数控/ PVA纳米复合材料薄膜的厚度25−70海里被沉积在玻璃基板使用逐层沉积(ACS达成。板牙。和接口2014,12674 - 12683)。

的QCM-D技术通常用于监控和描述累积和响应的聚合物刷以及聚电解质多层膜。的分层技术的聚电解质多层电影可以在实时特征的吸附率、膜厚度和刚度,和随后的互动电影,包括交联、肿胀、钙化、药物输送和细胞附件,也可以为特征。

生物相容性的表征和评价

作为生物材料界面与生物环境取代或改善某一器官或其它身体功能,性能和生物相容性的生物材料和医疗器械强烈依赖于生物材料表面之间的相互作用及其生理环境。

生物材料的生物相容性研究接触角测量描述细胞附着力在生物材料。水接触角小,表面自由能高表明良好的附着性能的材料。表面粗糙度也扮演了一个角色在biomaterial-cell交互。

生物相容性和润湿性也扮演了一定的角色隐形眼镜的发展在良好的润湿特性需要舒适的眼镜。

的Q-Sense^®QCM-D使评价生物相容性的表征表面之间的相互作用及其生理环境,回答多少问题蛋白质是吸附,到什么程度细胞附加到不同的材料,表面的程度诱导免疫反应以及材料的表面可以修改优化其功能。因此探索一种有效的工具,描述和优化生物材料属性。

多孔钛表面的生物相容性

当接触角测量生物材料表面粗糙,表面粗糙度应该被考虑进去。钛是一种常用的金属骨移植的应用程序。一定程度的孔隙度是advantagous骨整合,因此表面粗糙度的测量生物材料发展的常规。roughness-corrected测量接触角可以单独粗糙度的接触角值的影响。

隐形眼镜的润湿特性

隐形眼镜的润湿性是衡量能力的镜头支持连续和rupture-resistant撕裂膜表面。镜头有限润湿性是不舒服,减少了视觉表现。不同类型的涂料是用来提高镜片的质量。

隐形眼镜的润湿性质评价的静态和动态接触角测量。捕泡测量常用,因为它可以保持完全透镜表面的水分条件,模仿眼睛上的条件。后退接触角模拟情况下眼睑时打开,眼泪电影开始破裂的镜头。另一方面前进接触角与眼睑关闭时的条件和眼泪的电影镜头开始复苏。

实时表征蛋白质的吸附

当一个生物材料或医疗设备放置在体内,蛋白质几乎立即开始吸附到表面。在某些情况下,如骨科植入物,这是有益的,因为蛋白可以促进细胞的附着,会导致适当的设备的集成。在其他情况下,如支架,蛋白质吸附通常是不利的,因为某些蛋白质的吸附,特别是纤维蛋白原,可能诱发血小板和随后的血栓形成或有约束力免疫反应。蛋白质的构象也会决定如何与后续的生物活性表面反应。表面修饰材料可以用来促进所需的路径取决于特定的应用程序。

QCM-D技术可以实时分析的蛋白质吸附在各种物体的表面。具体来说,蛋白结合的量以及吸附的速率可以分析。构象信息也可以推断出从耗散反应,尤其是蛋白质有一个细长的形状。这有助于筛选新型医疗设备材料和表面的修改和帮助理解蛋白质的吸附机制。

实时表征细胞粘附和传播

表面粘附细胞的生物材料可以调节它的生物相容性和集成一个主要因素。例如,成骨细胞和成纤维细胞的粘附可以鼓励组织修复和伤口愈合。细胞粘附依赖于表面性质如表面能、表面粗糙度和蛋白质吸附。

QCM-D技术提供了一种独特的方式来监控细胞,在初始细胞粘附和细胞和蔓延形态在真正的时间。QSense窗口模块可以同时QCM-D和光学显微镜研究关联形态变化和细胞的粘弹性性质。

生物矿化的特征

Osteointegration或固定骨骼结构内的生物材料是一个关键的一步成功的植入。移植失败的主要原因之一是贫穷或弱的生物材料固定骨头。提高植入物固定、bioceramic涂料的磷酸钙(CaP)被用作生物活性之间的接口大部分植入和周围组织。这些涂料可以修改的聚电解质多层膜诱导晶体成核和增长上限控制。该方法的优点在于,它可以应用到复杂的形状和多孔材料。

QCM-D可用于实时监测生物矿化的速率和程度上理解生物矿化机制和优化聚电解质多层膜的功能。

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