传统的造制造与增材制造技术的β-三酸骨替代品植入物
Tanja Zöller1, Hagen Schmal2,3, Matthias Ahlhelm4
1G.E.R.N. Tissue Replacement, Regeneration & Neogenesis, Department of Orthopedics and Trauma Surgery, Medical Center-Albert-Ludwigs-University of Freiburg, Faculty of Medicine, Albert-Ludwigs-University of Freiburg, Hugstetter Straße 55, 79106 Freiburg, Germany.
Biomedicines
|August 29, 2024
概括
增材制造为治疗骨缺陷提供了有希望的β-三酸 (β-TCP) 生物陶. 虽然3D打印结构显示出良好的生物相容性,但传统烧结植入物表现出优越的机械强度,用于骨再生.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 整形外科手术 整形外科手术
- 材料工程 材料工程 材料工程
背景情况:
- 关键骨缺陷需要超出稳定性的先进治疗.
- 自主骨移植,目前的标准,面临着局限性.
- 使用合成材料,如β-三酸 (β-TCP) 的全塑性骨移植正在获得引力.
研究的目的:
- 为了比较β-TCP生物陶的传统烧结和增材制造 (3D打印).
- 评估由此产生的β-TCP植入物的机械性能和生物相容性.
- 评估这些技术对于骨缺陷治疗的适用性.
主要方法:
- 制造3D打印的β-TCP混合结构和传统造的β-TCP陶.
- 孔隙性,机械强度 (压力强度) 和细胞增殖 (生物相容性) 的表征.
- 两个制造方法之间的结构和功能性质的比较.
主要成果:
- 与微孔 (43.5%) 和宏孔 (61.8%) 的β-TCP植入物相比,3D打印的混合结构呈现出更高的多孔性 (74.4%).
- 传统的烧结微孔β-TCP植入物表现出明显更高的压力强度 (32.9 MPa),而不是3D打印的混合结构 (10.4 MPa).
- 所有β-TCP植入物都显示出良好的生物相容性,随着时间的推移增加细胞增殖和最小的细胞毒性.
结论:
- 增材制造显示了创造β-TCP生物陶的潜力,这些生物陶具有针对骨缺陷的可孔性.
- 传统的烧结产生具有优越机械强度的β-TCP植入物,对于承载应用至关重要.
- 对于3D打印的β-TCP,需要进一步优化,以与传统生产的植入物用于骨再生的机械强度相匹配.
