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    普朗醫(yī)療器械科技--核心提示 美國和德國的多位科學家通過C型臂的研究檢測，發(fā)現(xiàn)管關節(jié)MOM摩擦層主要是石墨碳結(jié)構。

    隨著現(xiàn)代外科技術及假體設計的不斷發(fā)展，髖關節(jié)置換術（HA）已經(jīng)成為治療終末期髖關節(jié)疾病最為有效方法。相比傳統(tǒng)金屬對聚乙烯HA假體，金屬對金屬假體（Metal-on-metal，MOM）以其低磨損，低脫位等優(yōu)勢吸引著眾多的關節(jié)外科醫(yī)生的眼球。眾所周知，在MOM設計中，反應性蛋白質(zhì)在金屬摩擦層中起關鍵作用，但對摩擦層更多物質(zhì)基礎的認識仍然很少。為此，來自美國和德國的多位科學家組成了一個聯(lián)合C型臂研究小組，針對MOM摩擦層的物質(zhì)結(jié)構組成進行一項實驗研究，并于近日在Science雜志公布了其研究報告。該C型臂研究結(jié)果證實，回收自患者的MOM-HA假體金屬摩擦層中含有石墨顆粒，這將有助于解釋MOM假體低磨損的原因?？梢灶A期，石墨碳層的作用以及對機體的影響將成為今后一定時期內(nèi)材料工程學和骨科基礎醫(yī)學的一個研究熱點。

    該C型臂研究從納米水平對金屬摩擦層的結(jié)構基礎進行了微觀研究，應用聚焦離子束(FIB)將金屬顆粒觀察標本分離的更薄，通過透射電子顯微鏡(TEM)進行觀察，電子能量損失學譜學(EELS)觀察可見石墨碳印跡；高分辨率電子顯微鏡(HREM)成像觀察也得出類似的結(jié)果。但作者在文章中指出，由于電子束可能會改變組織材料的性質(zhì)，因此基于上面的觀察結(jié)果并不能完全證實石墨碳粒子的存在。這除了要考慮標本的制備方法，還需要排除人為技術因素的影響。因此，該研究在雙束掃描電子顯微鏡/FIB系統(tǒng)內(nèi)部加入了納米操縱器用以從標本中刮取摩擦層（下圖所示）。另外，作者還設立兩個對照標本：（1）在干燥小牛血清中，以同樣的方式應用FIB刮取鈷鉻鉬合金制成的底物，（2）銅載網(wǎng)或硅薄膜上單獨的干燥小牛血清。

    電鏡觀察結(jié)果顯示，試驗標本及對照標本均可觀察到低氧信號，一些區(qū)域還可見到鈣信號（這被認為來自于骨質(zhì)）。摩擦層標本中未觀察到任何氮元素存在，然而，小牛血卻表現(xiàn)出強烈的氮元素峰值。EELS觀察顯示，銅網(wǎng)上小牛血的C:N:O 克分子比率為1:0.17:0.46。摩擦層的C:O克分子比率為1:0.07。為了進一步證實摩擦層的觀察結(jié)果，作者還應用了拉曼分光鏡技術，觀察結(jié)果表明，在回收假體的不同位置獲得的標本中，均可見到石墨摩擦層的存在。

    基于C型臂試驗觀察結(jié)果，作者認為，摩擦層所含的石墨粒子一定程度上與石墨碳相似。盡管尚不能排除其中含有蛋白雜質(zhì)，但氮元素肯定是很低的。這一研究發(fā)現(xiàn)的臨床意義在于，石墨碳層作為一種堅硬的潤滑劑可以很好地降低假體負重面間的摩擦，減小假體腐蝕和磨損，在進行假體設計時，可通過改變合金材料的組成以改善石墨碳層的粘附性，進而減少假體的摩擦，磨損和腐蝕。但作者同時指出，該石墨碳層在滑液中所形成的石墨粒子可能會進入周圍組織的細胞中，因此之前研究報道的關于MOM假體不良反應是否存在石墨碳層方面的因素，尚需要做進一步研究。

    文章來源--普朗醫(yī)療C型臂生產(chǎn)廠家網(wǎng)編發(fā)表，轉(zhuǎn)載請注明出處。