微CT辅助的有限元分析和用压电涂层的牙植入物的功能化,以提高生物机械和抗菌性能
Sandeep Choudhury1, Partha Sarathi Mandal2, Samir Das3
1Department of Aerospace Engineering and Applied Mechanics, Indian Institute of Engineering Science and Technology, Shibpur, Howrah, West Bengal, 711103, India.
Journal of the mechanical behavior of biomedical materials
|February 22, 2026
概括
这项研究开发了一种用于牙科植入物的新型压力响应复合材料涂层. 优化的涂层在力下产生电线索,增强骨整合并抑制细菌生长,以提高牙植入物的性能.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 牙科材料 牙科材料
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 传统的合金 (Ti-6Al-4V) 牙植入物缺乏足够的生物活性,无法实现最佳的骨质整合和细菌抵抗.
- 表面与骨和口腔微生物群的相互作用显著影响牙植入物的成功.
研究的目的:
- 开发和评估用于Ti-6Al-4V牙植入物的压能响应复合涂层.
- 在模拟生理条件下研究PVDF:PMMA涂层的机电反应和生物效应.
主要方法:
- PVDF的制造和特征:具有不同组成的PMMA复合涂层.
- 使用CT和μCT数据进行有限元分析 (FEA),以建模骨植入物接口的电机学反应.
- 试验室生物评估,包括人类介质干细胞 (hMSC) 活力和对口腔病原体的抗菌活性.
主要成果:
- 90:10的PVDF:PMMA涂层展示了最高的γ相含量,并在模拟的负荷下产生了最大的表面潜力.
- 实验测量验证了FEA对表面潜力的预测.
- 优化的涂层支持hMSC的活力,并表现出对常见口腔细菌的抗微生物特性.
结论:
- 优化的PVDF:PMMA复合涂层可以在骨植入物接口提供机械激活的电线索.
- 这项技术为开发具有增强骨整合和抗菌能力的电机功能牙植入物提供了一个有前途的平台.


