增材制造的支架的生物降解性,生物相容性和机械行为
Mahdi Kaveh1, Mohsen Badrossamay1, Ehsan Foroozmehr1
1Department of Mechanical Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, 84156-83111, Iran.
Journal of the mechanical behavior of biomedical materials
|December 19, 2024
概括
使用激光粉床融合的优化支架显示了骨愈合的增强机械强度. I-WP和原始设计在下修复方面是最有前途的,表现出良好的生物相容性和降解率.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 增材制造 增材制造 增材制造
- 组织工程是组织工程.
背景情况:
- 是一种生物相容材料,具有适合生物降解支架的降解率.
- 纯的低机械强度阻碍了其在承载性骨缺陷修复中的应用.
- 基于激光的粉末床融合 (L-PBF) 提供了优化脚手架制造的潜力.
研究的目的:
- 为了优化纯的L-PBF过程参数.
- 设计和制造各种单元细胞架构的支架.
- 评估这些支架的机械性能,降解和细胞兼容性,用于下治愈应用.
主要方法:
- 对纯的L-PBF过程参数的优化.
- 使用五种单元细胞类型的支架的设计和制造:钻石,陀螺,原始,费舍尔-科赫S和I-WP.
- 综合评估包括使用MG-63细胞进行机械测试 (压缩强度),降解分析和体外细胞相容性测试 (MTT,细胞形态).
主要成果:
- I-WP和原始支架表现出优异的机械性能,压力强度分别为36.1 ± 1.2 MPa和33.5 ± 1.4 MPa.
- 所有脚手架的降解率在0.14-0.15毫米/年之间,I-WP和原始设计的降解率略高.
- 纯支架显示出出色的细胞兼容性,促进MG-63细胞的增殖和粘附,特别是在Fischer-Koch S设计中.
结论:
- 支架的优化L-PBF制造与量身定制的单元电池设计显著提高了机械性能.
- I-WP和原始支架,特别是具有500微米壁厚的支架,由于其机械强度,生物相容性和适当的降解,对下骨和下骨愈合应用非常有希望.
- 单元细胞架构影响细胞行为,这表明进一步优化支架设计以增强骨再生的潜力.
