原子層沉積ALD在生物醫(yī)療方面的應(yīng)用
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)顆粒不受周圍空氣和水分的影響，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
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