基于挤出的增材制造的多孔铁支架的生物降解影响的疲劳行为
Niko E Putra1, Vahid Moosabeiki1, Marius A Leeflang1
1Department of Biomechanical Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, Delft University of Technology, the Netherlands.
Acta biomaterialia
|February 23, 2024
概括
这项研究调查了增材制造的多孔铁合金 (FeMn) 支架的腐蚀疲劳行为. 这些可生物降解的支架显示出有希望的结果,在空气和模拟体液中承受了显著的循环负荷,提高了它们用于骨植入物的潜力.
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
- 整形外科植入物 整形外科植入物
背景情况:
- 增材制造 (AM) 可生物降解的多孔铁 (FeMn) 合金正在成为潜在的骨替代品.
- 这些AM FeMn合金的腐蚀疲劳行为,对于承载植入物至关重要,以前没有被研究过.
- 在生理条件下了解疲劳性能对于临床应用至关重要.
研究的目的:
- 为了评估基于挤出的AM多孔Fe35Mn合金的腐蚀疲劳行为.
- 为了比较空气中的疲劳性能与修改后的模拟体液 (r-SBF).
- 分析疲劳裂形态和在多孔结构内的传播.
主要方法:
- 循环负荷测试是在AM多孔Fe35Mn合金支架上进行的.
- 测试环境包括空气和r-SBF来模拟生理条件.
- 耐力极限被定义为300万个负载周期的最大应力,没有故障.
主要成果:
- Fe35Mn合金支架的耐力极限为空气中90%的强度.
- 在r-SBF中,耐力极限降至收益率强度的60%.
- 在r-SBF中的裂始于外围,向内传播,与空气不同,空气中没有形成显著的裂.
结论:
- 基于挤出的AM多孔Fe35Mn合金表现出强大的疲劳性能,在r-SBF中承受高达60%的度强度,在300万个周期内.
- 这种疲劳能力相当于大约1.5年的骨植入物生理负荷.
- 合金有利的疲劳和生物降解特性增强了其作为椎骨替代品的潜力.
