添加制造的可生物降解的基于Zn-Mn的植入物具有前所未有的强度和柔性平衡
Chengcong Huang1, Yizhu Wang2, Fan Yang3
1Beijing Advanced Innovation Center for Materials Genome Engineering, School of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology Beijing, 30 Xueyuan Road, Haidian District, Beijing 100083, China; Institute of Materials Intelligent Technology, Liaoning Academy of Materials, Shenyang 110004, China.
Acta biomaterialia
|February 24, 2025
概括
使用激光粉床融合 (LPBF) 制造的新型生物降解合金显示出用于骨修复的增强强度和柔性. 这种直接打印的合金符合承载性骨固定的机械要求,不需要后处理.
科学领域:
- 生物材料工程 生物材料工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 整形外科的研究研究.
背景情况:
- 增材制造 (AM) 的生物降解合金由于适当的生物降解率和生物相容性,对骨修复具有前景.
- 现有的AM合金缺乏足够的机械性能,特别是柔性,用于骨置换应用.
研究的目的:
- 使用激光粉床融合 (LPBF) 制造Zn-1Mn和Zn-1Mn-0.4Mg合金植入物.
- 评估这些用于骨修复的新型AM合金的机械性能,生物降解率和生物相容性.
主要方法:
- 使用激光粉床融合 (LPBF) 制造Zn-1Mn和Zn-1Mn-0.4Mg合金.
- 微结构的表征,机械性能 (抗拉强度,强度,延长),体外生物降解和生物相容性.
- 评估骨质生成标记物的表达.
主要成果:
- LPBF Zn-Mn-Mg合金实现了强度 (289 MPa UTS,213.5 MPa YS) 和柔性 (>20%延长) 的特殊平衡,优于以前的AM合金.
- 独特的微观结构与精炼粒和分散的第二阶段 (Mg2Zn11, MnZn13) 有助于增强机械性能.
- 这两种合金都表现出适当的体外生物降解率 (~0.15毫米/年) 和良好的生物相容性,而Zn-Mn-Mg合金显示出增强的骨质生成潜力.
结论:
- 由LPBF制造的Zn-Mn-Mg三元合金提供了一种卓越的机械强度,柔性,生物降解性和生物相容性的组合,用于骨修复.
- 这项研究介绍了第一个直接打印的可生物降解合金,满足了承载性骨固定的机械需求,而不需要后处理.
- 开发的Zn-Mn-Mg合金在承载性骨缺陷和骨折修复方面具有重要的应用潜力.


