可生物降解Zn/Mg多层复合材料的机械性能,腐蚀行为和细胞毒性,这些复合材料是通过累积结工艺制成的
Quanxiang Sun1, Dechuang Zhang1, Xian Tong2
1School of Materials Science and Engineering, Xiangtan University, Xiangtan 411105, China.
Acta biomaterialia
|November 25, 2023
概括
这项研究开发了可生物降解的/ (Zn/Mg) 多层复合材料,使用累积滚粘合 (ARB). 新型Zn/Mg复合材料具有增强的机械强度和适合骨植入物的降解率.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 材料工程 材料工程 材料工程
- 整形外科的研究研究.
背景情况:
- (Zn) 和 (Mg) 合金是有希望的可生物降解的骨植入物材料.
- 临床应用受到Zn合金机械强度差和Mg合金快速降解的限制.
- 将 Zn 和 Mg 结合成双金属提供了一个潜在的解决方案,以增强性能.
研究的目的:
- 开发和表征Zn/Mg多层复合材料用于骨植入物应用.
- 调查累积滚粘 (ARB) 对Zn/Mg复合材料微观结构,机械性能和降解行为的影响.
- 评估开发的Zn/Mg复合物的细胞相容性.
主要方法:
- 采用累积滚粘合 (ARB) 工艺制造Zn/Mg多层复合材料.
- 在汉克斯溶液中进行了微结构分析,机械测试 (收益强度,最终抗拉强度,延长) 和降解率测量.
- 使用MG-63细胞进行了细胞活力测试,以评估细胞相容性.
主要成果:
- 在ARB加工中,精炼了颗粒大小,并引入了许多异质接口,显著提高了机械强度.
- 在14个ARB循环后的复合样本实现了411±3MPa的屈服强度和501±3MPa的最终抗拉强度.
- 化降低了强度,但增加了延长,而降解速率从127±18μm/y到6±1μm/y不等,符合骨植入物的要求.
- Zn/Mg复合物表现出极好的细胞兼容性,细胞活力超过100%.
结论:
- 累积卷粘合 (ARB) 是生产高强度,可生物降解的 Zn/Mg 多层复合材料的有效方法.
- 开发的Zn/Mg复合材料显示出有希望的机械性能,受控的降解,以及用于骨植入物应用的优良细胞兼容性.
- 这种方法提供了一种可行的策略,以提高可生物降解的基于的合金用于骨科的性能.
