优化制造工艺和机械评估的功能分级可生物降解复合螺丝的骨科应用程序的优化制造工艺和机械评估
Anosheh Zargar Kharazi1,2, Emad Hosseini3, Amir Shafaat4
1Department of Biomaterials and Tissue Engineering, School of Advanced Technologies in Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran.
Journal of medical signals and sensors
|October 9, 2023
概括
由聚L-乳酸和生物活性玻璃复合材料制成的新生物可吸收螺丝为金属螺丝提供了一个有希望的替代品,用于断裂固定. 这些先进的骨科植入物避免了需要进行切除手术和潜在的折断风险.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 整形外科工程 整形外科工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 在断裂固定中使用的金属螺丝带有风险,包括高弹性,离子释放和拆除后的折射.
- 摘除金属植入物的第二次手术往往是必要的,增加了患者的负担和医疗保健成本.
- 寻求可生物吸收的替代品来缓解与传统金属骨科植入物相关的问题.
研究的目的:
- 开发和优化使用聚L-乳酸和生物活性玻璃的新型三层复合螺丝.
- 研究制造工艺,以实现适合承载应用的机械性能和耐久性.
- 评估这些可生物吸收螺丝作为骨科手术中金属植入物的替代品的性能.
主要方法:
- 通过造工艺,根据功能分级材料理论制造三层复合螺丝.
- 在整个制造阶段优化物理和化学参数,包括复合层制造和造.
- 研究了从核心到外的不同纤维方向 (单向,±20°角,随机).
主要成果:
- 三层复合螺丝表现出661.5±20.3N的屈曲负荷,在4周的降解后减少31%.
- 实现了1.8 ± 0.1 N的拉出力,明显高于现有的可降解聚合物螺丝.
- 在整个降解过程中保持结构完整性,表明具有良好的耐用性.
结论:
- 优化的制造和构成改善了承载性骨科应用的机械性能 (柔性,扭力,拉出).
- 使用合剂来增强纤维/矩阵接口,保持最初的机械性能.
- 开发的复合螺丝是一种强大的,可生物吸收的替代金属螺丝用于骨科承载应用.
