在用激光束/金属加工对定制形状植入物进行粉末床融合后,生物降解的Mg合金的表征
Doina Raducanu1, Vasile Danut Cojocaru1, Anna Nocivin2
1Department of Metallic Materials Processing and Ecometallurgy, University POLITEHNICA of Bucharest, 060042 Bucharest, Romania.
Materials (Basel, Switzerland)
|April 13, 2024
概括
开发了一种新的合金粉末,用于使用机械合金和增材制造的可生物降解植入物. 由此产生的植入物表现出类似骨的机械性能和有前途的耐腐蚀性.
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
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 定制形状的植入物对于个性化医学至关重要.
- 可生物降解的合金为骨组织再生提供了潜力.
- 粉末金和增材制造使复杂的植入物几何学成为可能.
研究的目的:
- 开发一种适用于增材制造的新型Mg-Zn-Zr-Ca合金粉.
- 使用粉末床与激光束 (PBF-LB/M) 融合制造和表征可生物降解的植入物.
- 评估增材制造合金的微观结构,机械和腐蚀性能.
主要方法:
- 机械合金的元素粉末,以创建Mg-Zn-Zr-Ca合金.
- 通过PBF-LB/M进行增材制造,以生产植入物样本.
- 扫描电子显微镜 (SEM) 用于微观结构分析.
- 机械测试以确定扬模量.
- 在不同pH值的酸盐缓冲盐水 (PBS) 中进行腐蚀测试.
主要成果:
- 粉末合金呈现出适合PBF-LB/M的均圆形颗粒.
- PBF-LB/M样本显示出强大的形态,适合模仿皮层骨的多孔性,没有球效应.
- 实现了42 GPa的模量,与皮层骨 (30 GPa) 相比.
- 在PBS的腐蚀试验中,与商业ZK 60合金相比,其性能表现令人满意.
结论:
- 开发的Mg-Zn-Zr-Ca合金适用于可生物降解植入物的增材制造.
- 在PBF-LB/M过程中,成功地产生了具有理想微观结构和机械特性的植入物.
- 这种合金显示出作为下一代骨科应用生物材料的潜力.
