以生物相容性为参考的生物材料的表征,专门用于患者特定的手指植入物
Adam Byrski1, Magdalena Kopernik2, Łukasz Major1
1Institute of Metallurgy and Materials Science, Polish Academy of Sciences, Kraków, Poland.
Acta of bioengineering and biomechanics
|February 5, 2024
概括
在3D打印的Ti6Al4V合金 (Ti64) 和硬化 20 (ATZ20) 上的表面修改显示出良好的生物相容性. 氧酸盐/涂层提高了细胞存活率,表明适合体内测试.
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
- 细胞生物学 细胞生物学
背景情况:
- 增材制造使生物医学植入物具有复杂的几何结构.
- 表面修改对于提高金属和陶生物材料的生物相容性至关重要.
- 了解材料结构,机械特性和细胞反应之间的相互作用对于植入物发育至关重要.
研究的目的:
- 评估3D打印的Ti6Al4V合金 (Ti64) 和硬化20 (ATZ20) 的机械性能,表面特性和相位结构.
- 评估这些材料在人体纤维细胞细胞上的体外细胞毒性,有或没有表面修饰.
- 确定表面修饰,包括酸 (HAp) 和酸/ (HAp/Zn) 涂层对材料性能和生物反应的影响.
主要方法:
- 采用基于激光的粉末床融合 (LB-PBF) 进行Ti64和基于光刻的陶制造 (LCM) 进行ATZ20.
- 应用的表面修饰,如电抛光和HAp或HAp/Zn涂层.
- 使用X射线衍射,SEM,TEM和CLSM进行材料结构的特征,并通过纳米沉积评估机械性能.
主要成果:
- 表面的修改导致了表面和相位结构的多样化变化,以及机械性能.
- 在所有测试材料中,细胞毒性水平并不显著高于对照组.
- 在Ti64和ATZ20上的HAp/Zn涂层显示出最有利的生物性能,细胞存活率提高了10%以上.
结论:
- 基于酸的涂料,特别是HAp/Zn,显著改善了Ti64和ATZ20的生物特性.
- 测试的材料,特别是HAp涂层,显示出有希望的适合进一步的体内毒性评估.
