Aplikačná hodnota hydroxyapatitu vyplýva z jeho vysokej kompatibility s ľudskou kosťou a jeho jedinečných biologických a fyzikálnych vlastností, čo mu dáva nenahraditeľnú výhodu v biomedicínskej oblasti.
1. Homológne zloženie s ľudskou kosťou: Dosiahnutie „bezproblémovej integrácie“
Približne 65% anorganickej zložky ľudskej kosti je hydroxyapatit. Kryštalická štruktúra a chemické zloženie oboch sú vysoko konzistentné, čo umožňuje, aby bol hydroxyapatit po implantácii rozpoznaný ako „samo{2}}zložka“ kostnými bunkami, čím sa zabráni imunitnému odmietnutiu. Jeho atómový pomer Ca/P je približne 1,67, dokonale zodpovedá prirodzenému pomeru kosti, podporuje prichytenie kostných buniek, proliferáciu a diferenciáciu. V našich experimentoch na zvieratách vykonaných pre ortopedickú nemocnicu sa po implantácii 3D-vytlačených hydroxyapatitových kostných lešení do defektov králičej kosti pozorovala fúzia novej kosti s lešením v priebehu 4 týždňov a po 8 týždňoch sa vo vnútri lešenia vytvorilo súvislé kostné tkanivo.
2. Vynikajúca bioaktivita a osteovodivosť: usmerňujúca regeneráciu kostí
Hydroxyapatit pomaly uvoľňuje ióny Ca2⁺ a PO₄3⁻ v telesných tekutinách. Tieto ióny nielen dopĺňajú anorganické zložky potrebné pre metabolizmus kostí, ale tiež aktivujú aktivitu osteoblastov, čím podporujú tvorbu novej kosti-to je jej „bioaktivita“. Súčasne jeho porézna štruktúra (pórovitosť typicky kontrolovaná medzi 50 % a 80 %) poskytuje kanály pre migráciu kostných buniek a dodávanie živín, čím sa dosahuje „osteovodivosť“. Popredné riešenia-v tomto odvetví zvyčajne vyžadujú hydroxyapatitové lešenia s veľkosťou pórov 100 – 500 μm (zodpovedajúce potrebám rastu kostných buniek). Naša technológia keramickej tlače SLA umožňuje presnú kontrolu odchýlky veľkosti pórov v rozmedzí ±20 μm, čím zabezpečuje efektívnu osteokonduktivitu.
3. Vynikajúca biokompatibilita a bezpečnosť: Žiadne riziko toxicity
Hydroxyapatit nie je -cytotoxický a nie{1}}senzibilizujúci a rýchlosť jeho degradácie in vivo je kontrolovateľná (zvyčajne 5 %-15 % ročne). Postupne degraduje počas tvorby novej kosti, čím sa vyhne problému „zvyšku lešenia ovplyvňujúceho funkciu kostí“. 3D tlačené vzorky hydroxyapatitu testované pre spoločnosť vyrábajúcu biomateriály preukázali mieru životaschopnosti buniek vyššiu ako 95 % pri testovaní cytotoxicity (metóda MTT), čo spĺňa normu GB/T 16886.5-2017 pre biologickú bezpečnosť zdravotníckych materiálov.
4. Nastaviteľné mechanické vlastnosti a spracovateľnosť: Prispôsobiteľné rôznym scenárom opráv
Úpravou hustoty, pórovitosti a kompozitných zložiek hydroxyapatitu (napríklad s kolagénom a chitosanom) možno kontrolovať jeho mechanické vlastnosti: hustý hydroxyapatit môže dosiahnuť pevnosť v ohybe 50-80 MPa (vhodný na opravu kostných defektov s nízkou nosnosťou-), zatiaľ čo porézny hydroxyapatit (vhodný na 10}MP môže túto{30} znížiť nenosné plochy). Medzitým, keď je veľkosť častíc prášku kontrolovaná v rozmedzí 1-5 μm, možno z neho pripraviť kašu (viskozita menšia alebo rovná 4000 cP) vhodnú pre fotovytvrditeľnú keramickú 3D tlač, ktorá umožňuje presné tvarovanie zložitých štruktúr.
