通过ECAP和微弧氧化过程改善纯的生物和机械特性

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 生物医学工程 生物医学工程
• 表面工程是什么?表面工程是什么?

背景情况:

• 商用纯 (CP Ti) 由于机械强度不足,在生物医学应用中存在局限性.
• 提高CP Ti的特性对于改善医疗植入物的可行性至关重要.
• 严重的塑性变形 (SPD) 技术,如等通道角压缩 (ECAP) 可以改进谷物结构.

研究的目的:

• 用含和矿物溶液进行微弧氧化 (MAO) 或血电解氧化 (PEO) 来表面修改CP Ti.
• 评估这些修改对CP Ti的机械,腐蚀和生物特性的影响.
• 评估ECAP和表面修饰在先进生物医学应用中的潜力.

主要方法:

• 通过MAO/PEO用Ca和P溶液对CP Ti进行表面修饰.
• 使用X射线衍射 (XRD),光学显微镜 (OM) 和扫描电子显微镜 (SEM) 的表征.
• 机械测试 (微硬度),耐腐蚀性评估 (电动力学测量,电化学阻抗光谱) 和体外细胞毒性测试 (ELISA).

主要成果:

• 表面修改显著提高了机械强度和耐腐蚀性,两通MAO显示了最低的腐蚀率 (0.495 mmpy).
• 涂层样本 (1.44V和1.47V) 的电极电位表明在减少腐蚀方面具有很高的有效性.
• 实验室研究表明,牙和牙周细胞在经过修改的表面上表现出可接受的行为,细胞毒性根据ISO 10993-5指南进行评估.

结论:

• 通过ECAP的机械颗粒提炼与表面修饰相结合,可增强CP Ti的机械和生物机械性能.
• 表面处理的CP Ti具有卓越的耐腐蚀性,对于长期植入物性能至关重要.
• 这项研究为修改CP Ti的生物相容性和牙科和骨科应用的潜力提供了宝贵的见解.