热喷雾过程影响了基于酸的骨科植入物表面化学和体外血相兼容性
Deep Shankar1, K Jayaganesh1, Niranjan Gowda2
1Surface Engineering Laboratory, Department of Mechanical Engineering, National Institute of Technology Karnataka, Srinivasnagar, 575025 Surathkal, India.
Biomaterials advances
|January 31, 2024
概括
高速氧燃料 (HVOF) 喷雾涂层在骨科植入物上显著改善了血液兼容性,减少了血液凝结和血液溶解. 这为医疗器械开发提供了一个有前途的,潜在的无动物替代方案.
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
- 表面工程是什么?表面工程是什么?
背景情况:
- 的骨科植入物虽然强大,但患有不良的血液相容性,导致设备故障和修复手术.
- 酸 (HA) 涂层用于提高生物相容性,但热喷涂处理会影响涂层特性和血液相容性.
- 在上现有的HA涂层缺乏全面的生物相容性验证,特别是血液相容性.
研究的目的:
- 通过三种热喷涂方法制造的Ti-6Al-4V植入物上的酸 (HA) 涂层的血液兼容性和机械性能进行评估:大气等离子喷涂 (APS),火焰喷涂 (FS) 和高速氧气燃料 (HVOF) 喷涂.
- 为了将涂层特性 (晶度,表面质地,多孔性) 与血液相容性 (血液溶解,凝结,血小板激活) 和机械强度 (粘附,硬度) 相关联起来.
主要方法:
- 在Ti-6Al-4V基板上使用APS (高温),FS (中温) 和HVOF (低温) 喷雾工艺,涂上酸 (HA) 涂层.
- 涂层结晶性,表面粗性,多孔性,粘合强度和硬度的特征.
- 血液兼容性通过血液溶解试验,全血凝固时间 (PT,aPTT) 和血小板粘附/激活研究来评估.
主要成果:
- 与APS和FS涂层相比,HVOF涂层表现出更高的结晶度,粘合强度和硬度.
- HVOF涂层显示出显著降低的血液溶解速率和最小的血液凝固,表明优异的非溶血和非血栓性行为.
- 血小板激活在HVOF涂层上是最小的,类似于对照,而APS和FS显示低激活.
结论:
- 高速氧燃料 (HVOF) 喷涂工艺产生具有最佳微结构特性 (高结晶度,光滑,密度) 的酸 (HA) 涂层,以提高血红相容性.
- HVOF-HA涂层符合血液兼容性要求,表现出非溶血性和非血栓性特征,使其成为骨科植入物应用的前景.
- 这项研究为开发改进的骨科植入物提供了基础,并可能减少在血红相容性评估中对动物进行测试的需求.
