Naukowcy opracowali metodę odlewania strumieniowego dla bioaktywnego powlekania trójwymiarowych implantów wykonanych z porowatego tytanu

Ale metale oparte na tytanie (Ti) są naturalnie bioinetyczne, co oznacza, że ​​nie inicjują reakcji po wprowadzeniu do tkanki biologicznej; może to prowadzić do obniżenia kontaktu między kością a implantem i możliwego odrzucenia. Tak więc w przypadku inżynierii tkanki kostnej ważne jest modyfikowanie powierzchni metalowych implantów za pomocą powłok, niezależnie od tego, czy jest to coś w rodzaju diamentu, czy szkła bioaktywnego (BG) CD3D .

Wspólna grupa naukowców z Uniwersytetu w Zhengzhou i Northwestern Polytechnical University w Chinach, ostatnio opublikowała pracę zatytułowaną "A Facility Flow-Casting Produkcja bioaktywnych powłok szklanych na porowatym tytanie do inżynierii tkankowej kości, "O ich pracy nad opracowaniem metody odlewania strumieniowego do szybkiego powlekania PT powłokami BG.

Streszczenie brzmi:" Produkcja dodatków umożliwiła produkcję porowatego tytanu (PT) o dostosowanej porowatości i właściwościach mechanicznych. Funkcjonalizacja powierzchni PT z bioaktywnymi powłokami jest jednak trudna ze względu na wyrafinowaną geometrię i wysoce porowatą strukturę. W tym badaniu opracowano łatwą technikę odlewania strumieniowego w celu uzyskania homogenicznych powłok biologicznie aktywnych szkła 45S5 (BG) na całej powierzchni PT. Badano masę powłoki w funkcji stężenia BG w zawiesinie BG-PVA w celu uzyskania kontrolowanej wydajności powlekania bez blokowania struktury makroporów. Powłoka BG poddana wyżarzaniu nie tylko wykazywała zwartą przyczepność potwierdzoną jakościową obróbką sonikacyjną, ale także poprawiła właściwości mechaniczne rusztowań PT. Ponadto, przeprowadzono ocenę in vitro PT powlekanego BG, hodowanego komórkami MC3T3-E1 mając na uwadze ich potencjał jako bioaktywnych implantów kostnych. Wyniki eksperymentalne w tym badaniu oferują proste i wszechstronne podejście do biofunkcjonalizacji PT i innych porowatych urządzeń biomedycznych. "

Bioceramiki, takie jak TiO2 i BG, były wcześniej stosowane jako powłoki, aby, jak to ujęto w dokumencie "funkcjonalizacja bioaktywnego charakteru na obojętne rusztowania kostne". W przeszłości stosowano kilka metod wytwarzania powłok bioceramicznych na gęstych implantach kostnych, ale ponieważ porowate mają bardziej złożone struktury, trudno jest pokryć całą powierzchnię bez blokowania porowatej, wzajemnie połączonej struktury.

Zespół wykorzystał technologię SLM do drukowania próbek PT 3D na aparacie Renishaw AM 250, a następnie przepłukano je demineralizowaną wodą i etanolem w celu usunięcia pozostałości HF przed pozostawieniem ich do wyschnięcia na powietrzu.Następnie próbkę zanurzono w zawiesinie BG-PVA, przed przeniesieniem na platformę obrotową. Przy użyciu skompresowanej siły azotu podczas obrotu, stała zawartość gnojownicy była stopniowo, ale zakończona, wylewana strumieniowo na powierzchnię rozporek, co, jak wyjaśnili naukowcy w pracy, spowodowało "utworzenie jednorodnej powłoki BG na całej powierzchni PT bez blokowania struktura makroporów. "

" Kluczowe parametry procesu odlewania zostały zmienione, aby uzyskać homogeniczne powłoki BG "- napisali naukowcy. "Ponadto właściwości mikrostrukturalne, mechaniczne i biologiczne PT pokrytych BG zostały scharakteryzowane z myślą o obiecującym potencjale funkcjonalizowanego PT PT w inżynierii tkankowej."

Opracowując łatwą metodę odlewania zespół ustalił, że zmieniając stężenie BG, mogli oni specjalnie dostosować wydajność powlekania, aby uzyskać homogeniczne powłoki na podłożach PT, które nie blokowałyby wzajemnie połączonych makroporów. Dodatkowo, po obróbce wyżarzaniem, PT pokryty BG200 wykazywał wzmocniony moduł sprężystości, a także "wykazywał doskonałą przyczepność powłoki", co jest dobrym znakiem dla implantów kostnych.

"Chociaż odprężona powłoka BG wykazywała niejednorodność. grubość wahała się od 2 μm do 6 μm, ocena biologiczna in vitro potwierdziła polepszoną aktywność osteoblastów, prawdopodobnie ze względu na bioaktywność fazy BG "- zakończyli naukowcy. "Podsumowując, odlewanie strumieniowe powłok BG, ewentualnie w połączeniu z innymi bioaktywnymi składnikami lub cząsteczkami funkcjonalnymi, sugerowało proste i skuteczne podejście do biofunkcjonalizacji PT lub innych porowatych urządzeń, co będzie korzystne przy projektowaniu optymalnych rusztowań do zastosowań biomedycznych." < / p>