关于使用年龄增强的Mg-Zn-Mn-Ca/ZnO复合材料进行骨折固定的综合研究:微观结构,机械和体外生物相容性评估
Vivek Verma1, Swati Singh2, Kaushik Pal1,2
1Department of Mechanical and Industrial Engineering, Indian Institute of Technology Roorkee, Roorkee, Uttarakhand 247667, India.
ACS applied bio materials
|January 4, 2024
概括
经年龄增强的------ (Mg-Zn-Mn-Ca) 与氧化 (ZnO) 的合金对可再吸收的骨科植入物具有前景. 这些复合材料为临时医疗器械提供良好的生物相容性和机械性能.
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:
- 临时的骨科植入物需要具有出色的生物相容性和机械完整性的可再吸收材料.
- 合金由于其生物降解性而具有吸引力,但其性能需要针对特定应用进行优化.
- 加入氧化物 (ZnO) 等增强剂可以提高合金的性能.
研究的目的:
- 调查用ZnO (Mg-Zn-Mn-Ca/xZnO) 加强的加年强化Mg-Zn-Mn-Ca合金作为临时骨科植入物的再吸收材料的潜力.
- 评估老化处理和ZnO强化对合金微观结构,机械性能,腐蚀行为和细胞兼容性的影响.
- 通过全面的测试来评估这些复合材料对骨科应用的适用性.
主要方法:
- 用ZnO颗粒增强的Mg-Zn-Mn-Ca合金制造,使用造,然后进行溶液和老化处理.
- 使用光学和电子显微镜进行微结构性表征.
- 通过拉力测试和动态机械分析评估机械性能.
- 通过电化学和浸泡测试对腐蚀行为的评估.
- 生物相容性通过细胞相容性测定和在体内机械刺激分析进行评估.
主要成果:
- 微结构分析显示了晶格收缩和Mg7Zn3和Ca2Mg6Zn3相的形成. ZMX611/ZnO-ST表现出更细微的微观结构,具有较小的β相分数.
- ZMX611/ZnO-H实现了最高的抗拉强度 (102.97 ± 3.92 MPa),而ZMX611/ZnO-ST显示了最高的最终抗拉强度 (127.21 ± 7.48 MPa),归因于降水硬化.
- 分散的二次阶段影响了腐蚀行为. 在测试样本中,ZMX611/ZnO-ST显示出优异的细胞相容性.
- 在分析显示了令人满意的生物相容性和机械相容性,与破裂界面上的异常应变基机械刺激.
结论:
- 经年龄增强的Mg-Zn-Mn-Ca/ZnO复合材料表现出有前途的机械性能和适合骨科应用的微观结构特性.
- 该ZMX611/ZnO-ST复合材料表现出增强的最终抗拉强度和卓越的细胞兼容性,表明其作为可再吸收生物材料的潜力.
- 这些复合材料显示出令人满意的生物兼容性和机械兼容性,验证了它们在临时骨科植入物中使用的潜力.
