一种Zn-1%Mg-0.1%Dy合金的生物活性特征,该合金通过等通道角压强化

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 生物材料工程 生物材料工程
• 腐蚀科学 腐蚀科学

背景情况:

• (Zn) 合金因其生物相容性而被探索用于可生物降解的植入物.
• 优化机械性能和降解速度对于基于的生物材料至关重要.
• 平等通道角压缩 (ECAP) 是一种严重的塑料变形技术,用于改进谷物结构.

研究的目的:

• 研究ECAP对Zn-1%Mg-0.1%Dy合金的微观结构,机械性能,腐蚀行为和生物相容性的影响.
• 评估加工合金的体外和体外生物相容性.

主要方法:

• 对 Zn-1%Mg-0.1%Dy 合金进行了等通道角压 (ECAP) 的应用.
• 微结构分析包括光学显微镜和X射线衍射 (XRD).
• 通过拉力测试来评估机械性能.
• 腐蚀特性通过降解速率研究 (体外和体内) 进行了评估.
• 进行了体外和体外生物相容性测试,包括在小鼠体内进行皮下植入.

主要成果:

• ECAP精制了微观结构,形成了长长的α-Zn粒和含有Mg和Dy的相.
• 基底纹理是由ECAP诱导的,由XRD证实.
• 最终抗拉强度增加到262 ± 7 MPa,柔性增加到5.7 ± 0.2%.
• ECAP减缓了合金降解速度,这归因于更均的微观结构.
• 在体内降解率明显低于体外降解率.
• 该合金在体外和体内表现出良好的生物相容性,在小鼠植入后没有观察到任何不良反应.

结论:

• ECAP显著提高了Zn-1%Mg-0.1%Dy合金的机械性能 (强度和柔性).
• ECAP处理提高了合金的生物相容性,降低了合金的降解率,使其成为可生物降解植入物应用的有希望的候选者.
• 观察到的生物相容性表明,对ECAP加工的Zn-1%Mg-0.1%Dy合金产生最小的急性宿主反应.