血电解氧化:一种快速的单步后处理方法,用于增材制造的生物医学植入物
Victor M Villapún1, Luke N Carter1, Sophie C Cox1
1School of Chemical Engineering, University of Birmingham, Edgbaston B15 2TT, United Kingdom.
Biomaterials advances
|January 18, 2025
概括
血电解氧化 (PEO) 快速完成激光粉末床融合 (PBF-LB) 植入物表面,去除颗粒并增强骨生长. 为了改善医疗应用,需要进一步优化来管理炎症反应.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 表面工程是什么?表面工程是什么?
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
背景情况:
- 激光粉床融合 (PBF-LB) 允许定制的骨架植入物具有多孔结构,用于骨生长.
- PBF-LB表面表现出粗和粘附的颗粒,阻碍了采用并需要广泛的后处理.
- 传统的加工方法难以应对PBF-LB零件复杂的几何形状.
研究的目的:
- 研究血电解氧化 (PEO) 作为PBF-LB植入物的快速,单步表面加工技术.
- 评估PEO在解决复杂PBF-LB几何形状上的表面粗和粘附颗粒方面的有效性.
- 评估经过PEO处理的PBF-LB表面的生物相容性和骨质生成潜力.
主要方法:
- 使用基于酸盐的电解质,对印刷和抛光的Ti-6Al-4V PBF-LB样品和多孔格子进行了PEO处理.
- 表面表征包括光学分析,SEM-EDX,XRD和XRF.
- 在21天内使用MC3T3-E1骨质细胞毒性和矿化试验来评估生物相容性.
- 通过在PEO处理的表面上播种RAW261巨细胞并测量iNOS和TNF-α的表达,评估了炎症反应.
主要成果:
- 在20分钟内,PEO处理在Ti-6Al-4V PBF-LB样本上实现了完全的表面覆盖和化学功能化.
- PEO成功地涂覆了临床相关的BCC多孔格子,掩盖或去除附着的颗粒.
- 对于骨质母细胞,没有观察到细胞毒性,与对照组相比,矿化显著增强.
- 在PEO表面的巨细胞中观察到增强的促炎反应 (iNOS,TNF-α).
结论:
- PEO是一种快速的,在几何上不受约束的方法,用于完成PBF-LB表面,有效地处理粘附的颗粒.
- 用PEO处理的PBF-LB表面显示出对骨架植入物具有有前途的生物相容性和骨质生成潜力.
- 需要进一步优化PEO治疗以调节炎症反应,以获得最佳的临床应用.
