用于骨组织工程的PLA/Ti6Al4V复合材料支架:机械和热性能通过FDM和生物打印
Hatice Evlen1,2, Dilmurod Juraev2, Umida Ziyamukhamedova3
1Department of Industrial Design Engineering, Karabuk University, Karabuk, Turkey.
Journal of biomaterials science. Polymer edition
|September 29, 2025
概括
聚乳酸 (PLA) 和Ti64复合脚手架是使用3D打印来修复骨而创建的. 这些先进材料在骨组织工程应用中显示出有前途的机械强度和生物活性.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 组织工程是组织工程.
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 理想的骨替代品需要生物相容性和机械可靠性来实现骨整合.
- 聚乳酸 (PLA) 是一个有前途的支架材料,因为它具有生物降解性,热可塑性和骨模仿性.
研究的目的:
- 使用化沉积建模 (FDM) 和3D生物打印制造和表征聚乳酸/Ti64 (PLA/Ti64) 复合支架.
- 为了评估这些复合脚手架的矿化潜力,结构完整性和机械性能,用于骨组织工程.
主要方法:
- 通过FDM (丝材) 和3D生物打印 (生物墨) 来制造PLA/Ti64复合材料.
- 使用模拟体液 (SBF) 浸泡和质量变化的评估矿化.
- 使用扫描电子显微镜 (SEM) 分析表面形态和孔隙结构.
- 化学组成和粒子分散通过能量分散式X射线光谱 (EDS) 和元素映射来验证.
- 用X射线衍射 (XRD) 确定相位识别和晶体结构.
- 使用热重力测量分析 (TGA) 和差分扫描热量测量 (DSC) 评估了热稳定性和结晶性.
- 通过压力强度测试评估的机械性能.
- 在SBF处理前后通过孔径大小测量分析的微观结构变化和生物活性指标.
主要成果:
- 64钢筋增强了PLA支架的压力强度,适合承重应用.
- 沉浸在SBF中揭示了微观结构变化,表明了脚手架的生物活性.
- 增加Ti64含量降低了复合材料的热稳定性和结晶性.
- SEM,EDS和XRD证实了Ti64的均分散和所需的相位形成.
- FDM和生物打印方法产生了具有明显孔径几何和生物性能的支架.
结论:
- 通过FDM和3D生物打印制造的PLA/Ti64复合材料支架具有良好的结构和机械性能.
- 这些支架显示出在骨组织工程中应用的巨大潜力,包括椎和面植入物.
- 该研究强调了增材制造技术的可行性,以创建先进的骨替代材料.
