通过对大骨缺陷进行多层生物陶涂层,增强3D打印脚手架的抗菌性能和生物活性
Marija Milivojevic1, Ke Chen2, Zeljko Radovanovic1
1Innovation Center of the Faculty of Technology and Metallurgy in Belgrade Ltd, Belgrade, Serbia.
Biomedical materials (Bristol, England)
|October 12, 2023
概括
这项研究开发了具有生物活性涂层的先进3D打印脚手架. 这些增强的骨植入物显示出更好的生物相容性和强大的抗菌特性,降低了感染风险.
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
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 大型骨缺陷在骨科和牙科中带来了重大临床挑战.
- 目前的金属植入物面临着感染,腐蚀和骨质整合不良等问题,导致松.
- 需要改进的植入物材料来促进骨愈合和抵抗感染.
研究的目的:
- 使用多层涂层增强3D打印Ti6Al4V支架的表面性能.
- 将生物活性酸盐玻璃 (BAGs) 和合银合酸 (AgHAP) 纳入其中,其中一些与ZnO (ZnO-AgHAP) 修改.
- 评估涂层支架的细胞相容性,生物活性,离子释放和抗菌功效.
主要方法:
- 使用电子束化3D打印Ti6Al4V巨孔支架的制造.
- 用BAG和AgHAP或ZnO-AgHAP对支架进行多层涂层.
- 使用L929和MRC5细胞系评估细胞相容性.
- 在模拟体液 (SBF) 中评估生物活性.
- 测量释放的离子.
- 测试抗菌活性对抗大肠杆菌和金黄色葡萄球菌.
主要成果:
- 涂层支架 (AgHAP_BAGs_Ti和ZnO-AgHAP_BAGs_Ti) 显示了增强的细胞相容性.
- 涂层的支架显示出生物活性,由SBF.中形成的阿帕层表明.
- 从涂层支架中减少离子的释放表明Ti合金稳定性得到改善.
- 观察到大肠杆菌和金黄色杆菌的生长显著减少 (4-6 个数量级).
结论:
- 用BAG和 (ZnO-) AgHAP涂层的3D打印的Ti基支架提供了更好的细胞兼容性和生物活性.
- 这些多功能涂层提供强大的抗菌性能,对常见的病原体.
- 开发的支架显示出临床应用的巨大潜力,用于恢复承载性骨缺陷,最大限度地减少与植入物相关的并发症.
