托木斯克理工大学 信用:托木斯克理工大学 托木斯克理工大学(TPU)的科学家与西伯利亚国立医科大学(SSMU)和伊曼努尔·康德波罗的海联邦大学(伊曼努尔·康德波罗的海联邦大学)的同事一起研究了在各种惰性气体环境中钛植入物上沉积的磷酸钙涂层的性质
研究人员发现，氙的使用对口腔颌面外科、骨科和创伤科所用涂层的物理化学、机械和生物特性产生了积极的影响
此外，以前没有进行过关于工作气体对表面影响的全面研究
研究结果发表在《生物医学材料》上
“我们的研究团队从事生物医学材料
然而，工程大学的背景并不意味着有内部医学研究人员
这就是为什么我们与来自SSMU和韩国生物技术大学的研究人员合作，以获得所有必需的能力
这种合作不仅能以学术文章的形式获得成果，还能解决医学的现实问题
毕竟，没有医学专家，我们的技术解决方案实际应用是根本不可能的
从长远来看，我们的合作有一个具有挑战性的目标——使托木斯克成为新医疗材料和技术的开发和应用中心
作为工程师，我们可以提出新的技术思想和材料，作为医学研究者，他们可以将这些思想应用到医学实践中
技术大学和医科大学的结合将帮助我们提高病人的治疗质量，减少治疗时间，”TPU等离子体混合系统实验室主任谢尔盖·特维尔多赫勒博夫说
通过在工作气体中溅射沉积羟基磷灰石靶，在钛基底上沉积厚度达1微米的磷酸钙涂层
通常，惰性气体氩用于这些目的
然而，TPU的科学家们不仅研究了氩的作用，还用氖、氪和氙对涂层进行了实验
然后，科学家们研究了获得的生物医学材料的物理化学、机械和生物特性
TPU的研究人员致力于涂层的配方、形态、机械性能，包括附着力和化学成分，而SSMU和IKBFU的工作人员进行了细胞研究
“磷酸钙涂层不仅在我们大学进行研究
他们的特性被彻底研究，科学家致力于改进
我们的联合研究工作旨在获得这方面的新成果，并研究不同惰性气体对涂层的影响
在我们的部分研究工作中，我们发现取决于特定的气体，涂层形态、钙磷比不同，机械性能也不同
例如，使用氙形成的涂层显示出更好的粘附性，这种性质防止涂层从表面过快剥离
这篇文章的作者之一、TPU温伯格研究中心的研究员安娜·科泽尔斯卡娅说:“使用细胞技术获得的结果让我们大吃一惊，因为在这种情况下氙也证明了自己是最好的。”
从供体脂肪组织分离的间充质干细胞用于细胞研究
这些细胞可以转化成各种类型的细胞，包括脂肪、骨骼、软骨，可能还有肌肉和神经细胞
细胞研究包括测试细胞活力、体外细胞培养和基因表达
在这项研究工作中，有必要确定涂层刺激间充质干细胞转化为骨组织细胞
“结果非常有趣
惰性气体被认为是具有类似性质的相当惰性的物质
然而，它们不同地影响形成的磷酸钙涂层的物理化学性质
反过来，它引起不同的细胞反应，从它们的基因激活开始，最终导致干细胞转化为成骨细胞
氙气，在医学上被认为是一种麻醉气体，表现出最有利的细胞反应
如果这些结果得到动物试验和临床试验的证实，我们可以讨论实施这项技术，生产一种用于骨组织生物工程的扩展植入板，”SSMU形态学和普通病理学系教授伊戈尔·克鲁索夫补充道
同时，科学家们承认氙是一种非常昂贵的惰性气体
然而，使用它形成的涂层可以与具有晶体结构的较厚磷酸钙涂层结合
这将允许减少气体费用和获得具有改进性能的涂层
事实是用氙形成的涂层获得了完全无定形的结构
它有助于刺激植入后第一周的骨形成
负责骨组织形成的钙和磷从该涂层中释放良好
因此，这种薄涂层很快分解，露出植入物
“我们建议在具有晶体结构的磷酸钙涂层上涂覆这样的涂层
因此，我们可以获得另一个积极的效果:无定形层将在最初的两到四周内分解，提供最大的钙和磷酸盐释放
然后，下层将提供更长时间的元素释放，这将有助于延长过程
这种涂层的结合将是我们研究工作的下一个阶段，”安娜·科泽尔斯卡娅解释道
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