选择性激光化的Ti-6Al-4V表面特征对潜在牙科应用的早期骨质母细胞反应的影响
Muhammad Hassan Razzaq1,2, Olugbenga Ayeni3, Selin Köklü4
1Department of Mechanical Engineering, Institute for Graduate School of Natural and Applied Sciences, Gazi University, Ankara 06570, Türkiye.
Journal of functional biomaterials
|July 25, 2025
概括
选择性激光化 (SLM) 通过控制能量密度来定制牙科植入物的Ti6Al4V表面. 这一过程增强了表面粗性和水友性,改善了细胞反应,从而改善了骨质整合.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 生物医学工程 生物医学工程
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
背景情况:
- 用于牙科植入物的3D打印Ti6Al4V的后处理通常需要实现所需的表面特性.
- 在制造过程中直接定制表面特征可以简化植入物生产并提高性能.
研究的目的:
- 调查选择性激光化 (SLM) 的使用,以在制造过程中设计Ti6Al4V的表面特性.
- 探索体积能量密度 (VED) 对表面地形,水友性和潜在的牙科植入物应用的生物反应的影响.
主要方法:
- 选择性激光化 (SLM) 用于制造具有不同体积能量密度 (VED) 的Ti6Al4V样品.
- 测量了表面粗度 (宏观和微观尺度) 和水接触角度 (WCAs). X射线光电子光谱学 (XPS) 分析了表面化学.
- 使用骨质细胞样MG-63细胞进行了生物测试,以评估细胞增殖和细胞骨组织.
主要成果:
- 温和的VED水平 (50-100W·mm3/s) 产生了双尺度的表面粗度 (宏观高达27.6μm,微观低至58.8nm).
- 水友性显著改善,WCAs降至~62°,而加工表面的~80°.
- 随着SLM表面的构建,骨质细胞的增殖率提高了1.5倍,细胞组织得到了改善,表面地形是较低VED的一个关键因素.
结论:
- 在制造过程中,SLM可以直接定制Ti6Al4V表面形态和化学成分,以提高生物活性.
- 该过程可以创建适合下一代牙科植入物的表面,促进立即放置和骨质整合.
- 控制VED对于优化SLM制造的植入物中的表面特性和细胞反应至关重要.
