Fabricación de Mecánicamente sintonizable y Bioactivos metal andamios para Aplicaciones Biomédicas

Resumen

Se han fabricado andamios metálicos bioactivos y mecánicamente fiables mediante un método que consta de dos procesos, la fundición por congelación dinámica para la fabricación de Ti poroso, y el recubrimiento y densificación de los andamios de Ti. El proceso de densificación es simple, efectivo y aplicable a la fabricación de andamios funcionalmente graduados.

Resumen

Los sistemas biometálicos se han utilizado ampliamente para aplicaciones biomédicas, en particular, como materiales de carga. Sin embargo, los principales desafíos son la alta rigidez y la baja bioactividad de los metales. En este estudio, hemos desarrollado un nuevo método para fabricar un nuevo tipo de andamios de metal poroso bioactivos y mecánicamente confiables: andamios de Ti poroso densificados. El método consta de dos procesos de fabricación, 1) la fabricación de andamios de Ti porosos mediante fundición por congelación dinámica, y 2) el recubrimiento y densificación de los andamios porosos. El método de fundición por congelación dinámica para fabricar andamios de Ti porosos permitió la densificación de andamios porosos al minimizar la contaminación química y los defectos estructurales. El proceso de densificación es distintivo por tres razones. En primer lugar, el proceso de densificación es sencillo, ya que requiere un control de un solo parámetro (grado de densificación). En segundo lugar, es eficaz, ya que logra la mejora mecánica y la liberación sostenible de biomoléculas de andamios porosos. En tercer lugar, tiene amplias aplicaciones, ya que también es aplicable a la fabricación de andamios porosos funcionalmente graduados por deformación espacialmente variada durante la densificación.

Introducción

Mientras biomateriales metálicos han sido ampliamente utilizados como implantes de soporte de carga y dispositivos de fijación interna, debido a su excelente resistencia mecánica y resistencia ^a 1-3 que involucran a dos retos críticos: 1) desajuste mecánico porque los metales son mucho más rígidos que los tejidos biológicos, causando daños indeseables a los tejidos circundantes y 2) baja bioactividad que a menudo resulta en pobres interfaz con los tejidos biológicos, a menudo provocan reacciones a cuerpos extraños (por ejemplo, inflamación o trombosis). Se han propuesto ^4-6 andamios metálicos porosos para promover el crecimiento óseo en....

Protocolo

1. La fabricación de andamios porosos de metal

1. Preparar suspensiones Ti-canfeno mezclando disponible comercialmente polvo de Ti, canfeno, y KD-4 después de pesar las cantidades apropiadas de materiales como se describe en la Tabla 1 para andamios porosos Ti con cuatro porosidades iniciales (40, 50, 60, y 70). Verter las suspensiones en 500 ml de polietileno (PE) y girar las botellas botellas a 55 ° C durante 30 min en un horno de molino de bolas a 30 rpm.
2. Verter las suspensiones de las botellas de PE en cilíndrico de aluminio (Al) moldes con un diámetro de 60 mm y una altura de 60 mm. Cerrar cada molde de Al con ....

Resultados

El proceso de fabricación utilizado para producir andamios porosos Ti se ilustra en la Figura 1A. Polvo de Ti se mantiene dispersa homogéneamente en canfeno por la rotación continua del recipiente a 44 ° C durante 12 horas y, mientras canfeno líquido se solidifica completamente, ningún sedimentos relativamente pesado polvo de Ti se pueden minimizar. Como resultado, el cuerpo verde homogénea Ti-canfeno fue producido usando el proceso de fundición de congelación dinámica como se muestra en

Discusión

Mientras que los sistemas Biometal han sido ampliamente utilizados para aplicaciones biomédicas, sobre todo, como materiales de carga, alta rigidez y baja bioactividad de los metales han sido considerados como los principales desafíos. En este estudio, hemos establecido el método de fabricación de un nuevo sistema de metal, un andamio de metal poroso densificado que tiene propiedades mecánicas biomiméticos, así como con superficie bioactiva comportamiento de liberación sostenible. Las principales ventajas de nuestro mét.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Polvo de titanio	Alfa Aesar	#42624-325	malla, 99.5% (base de metales)
Campenio	SigmaAldrich	#456055	95%, C10H16
KD-4	Croda	­	Hipermer, dispersante polimérico
Solución tampón de fosfato (PBS)	Welgene	ML 008-01	­
Proteína Verde Fluorescente (GFP)	Genoss Co.	-	>98% de pureza, 1 mg/ml
Horno de molino de bolas	SAMHENUG ENERGY	SH-BDO150	­
Liofilizador	Ilshin Lab.	PVTFD50A	y tímido;
Máquina de prensado isostático en frío (CIP)	SONGWON SYSTEMS	CIP 42260	­
Horno de vacío	JEONG MIN INDUSTRIAL	JM-HP20	­
máquina de chaege eléctrica	FANUC robocut	0iB	Uso externo
Máquina de prensado	CG& S	AJP-200	&tímido;
Espectroscopía de barrido láser confocal (CLSM)	Olympus	FluoView FV1000	Uso externo