在发展金属植入物作为永久性硬组织替代物的过程中,既需要骨整合来实现承重支撑,也需要能量消耗来防止超负荷引起的骨吸收。然而,在现有的植入物中,这两种特性只能单独实现。经过自然进化的优化,具有纤维束结构的牙齿-牙周韧带(PDLs)可以有效地协调承载和能量消耗,从而使牙齿-骨复合体在极高的咬合载荷(>300N)下拥有更长的寿命。受牙周组织的启发,我们通过聚合物浸润无定形二氧化钛纳米管阵列,模拟牙周组织结构,设计制备出仿生种植体周围的人工韧带(PIL),同时实现了骨整合和能量耗散。人工韧带不仅由于其纳米结构和成分提供了优异的成骨诱导性,而且由于力传递模式和界面滑动的复杂性,也产生了类似牙周组织的能量耗散效应。韧带增加了超过18%的骨-种植体接触面积,同时减少了从种植体到种植体周围骨的有效应力转移≈30%(与钛植入物相比),这是迄今为止性能最好的结构。
![](/__local/5/0E/DB/AFC9D4277442DEEC58772B79B7B_6677903B_39C27.png)
Junyu Hou#, Zuohui Xiao#, Zengqian Liu#, Hewei Zhao#, Yankun Zhu, Lin Guo*, Zhefeng Zhang, Robert O Ritchie*, Yan Wei*, Xuliang Deng*. An Amorphous Peri-Implant Ligament with Combined Osteointegration and Energy-Dissipation. Adv. Mater. 2021, 33, 2103727.
https://doi.org/10.1002/adma.202103727