离子轰炸诱导的纳米架构在聚乙烯基表面上,用于增强的纳米孔状生物活性植入物
Teresa Aditya1, Andrea Mesa-Restrepo2,3,4, Ana Civantos3,5,4
1The Ken and Mary Alice Lindquist Department of Nuclear Engineering, Pennsylvania State University, State College, Pennsylvania 16802, United States.
ACS applied bio materials
|November 7, 2023
概括
定向等离子纳米合成 (DPNS) 通过创建纳米孔隙表面来增强聚乙乙基 (PEEK) 植入物. 这种修改改善了细胞活力和骨质母细胞亲和力,用于更好的骨组织工程应用.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 表面工程是什么?表面工程是什么?
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 聚乙基 (PEEK) 具有生物相容性,但由于具有生物惰性表面,限制了其在植入物中的使用.
- 提高PEEK的生物性能对于牙科,骨科和脊柱融合应用至关重要.
- 表面修饰技术对于提高PEEK骨质整合能力至关重要.
研究的目的:
- 使用导向等离子纳米合成 (DPNS) 与离子辐射来修改PEEK表面.
- 为了创建具有控制的地形和化学的纳米孔隙PEEK表面.
- 评估这些表面修饰对水友性,细胞活力和骨质母细胞反应的影响.
主要方法:
- 使用DPNS在两种不同的流动度 (1.0 × 10^17和1.0 × 10^18离子/厘米^2) 辐射PEEK样本.
- 分析了表面地形,毛孔大小,粗度和接触角度.
- 评估了前骨质细胞在修改表面上的细胞活力和性酸酶表达.
主要成果:
- DPNS创建了纳米孔隙PEEK表面,孔径为15-25nm (低流动性) 和60-90nm (高流动性).
- 表面粗度增加,疏水性显著下降,导致超级疏水性表面 (接触角~46°).
- 细胞活力增加了~13% (低流动性) 和~34% (高流动性),在更高的流动性下增强性酸酶表达.
结论:
- DPNS有效地创造了纳米多孔,超性PEEK表面.
- 表面修饰的PEEK表现出改善的前骨质细胞亲和力和细胞活性.
- 这些增强的PEEK生物材料显示了骨组织工程应用的巨大潜力.
