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具有优异的弹性容许应变、生物活性和原位骨再生能力的3D打印的钛钽Gyroid支架

更新时间:2021-12-13 10:16:51



供稿人:秦晓 高琳 供稿单位:西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室

亲生物金属种植体有着良好的机械相容性和骨诱导性,其多孔结构可以避免应力屏蔽,促进骨结合和成骨。

生物材料的力学相容性可以通过弹性容许应变(EAS),即屈服强度与弹性模量的比值来评估。高EAS在

中既可以提供与周围骨组织相当的弹性模量,又能提供优异的机械强度,提高植入物使用中的长期稳定

性。另一方面,骨植入物的生物活性功能可以促进骨细胞分化和增殖,从而加速骨再生。


采用选择性激光熔化(SLM)和粉末床3D打印工艺原位制备了孔隙率为90%的三周期最小表面多孔钛钽

(Ti-Ta)支架,并对其制造工艺、相组成、显微结构和力学性能进行了研究,同时对其体外生物活性、

细胞相容性和动物实验进行评估,以用于骨植入应用。


图1 通过SLM原位制备Ti-Ta支架示意图

研究结果表明,该支架具有较好的弹性容许应变(EAS)、生物活性和原位骨再生能力,具有低弹性模量

(1.8GPa)和较高的抗压强度(55.5MPa)的良好组合,可获得较高的EAS(3.03%)。与纯钛相比,多

孔钛钽合金上的细胞活性更强,成骨基因活性上调。后续动物实验进一步验证了制备的多孔Ti-Ta支架能够

增强骨整合,加速骨再生。为多孔金属植入物治疗骨缺损提供了一个有前景的策略。


图2 SLM制备的Ti-Ta螺旋支架:(a,d)设计模型,(b,e)显微CT重建图像,(c,f)射线照片,(g,h,j,k)SEM图像和(i,j)显微镜图象

来源:南极熊3D打印网 https://www.nanjixiong.com/thread-151263-1-1.html

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