Fabrication de mécanique accordable et bioactifs Métal échafaudages pour des applications biomédicales

Hyun-Do Jung; Hyun Lee; Hyoun-Ee Kim; Young-Hag Koh; Juha Song

doi:10.3791/53279

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Article de méthode

Fabrication de mécanique accordable et bioactifs Métal échafaudages pour des applications biomédicales

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DOI :

10.3791/53279

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8 décembre 2015

Hyun-Do Jung¹ , Hyun Lee² , Hyoun-Ee Kim²^,³ , Young-Hag Koh⁴ , Juha Song³

¹Liquid Processing & Casting Technology R&D Group, Korea Institute of Industrial Technology, ²Department of Materials Science and Engineering, Seoul National University, ³Advanced Institutes of Convergence Technology, Seoul National University, ⁴School of Biomedical Engineering, Korea University

Dans cet article

Résumé

Des échafaudages métalliques bioactifs et mécaniquement fiables ont été fabriqués selon une méthode qui consiste en deux procédés, la coulée par congélation dynamique pour la fabrication de Ti poreux, et le revêtement et la densification des échafaudages en Ti. Le processus de densification est simple, efficace et applicable à la fabrication d’échafaudages à gradation fonctionnelle.

Résumé

Les systèmes biométalliques ont été largement utilisés pour des applications biomédicales, en particulier comme matériaux porteurs. Cependant, les principaux défis sont la rigidité élevée et la faible bioactivité des métaux. Dans cette étude, nous avons développé une nouvelle méthode pour fabriquer un nouveau type d’échafaudages en métal poreux bioactifs et mécaniquement fiables, des échafaudages en Ti poreux densifiés. La méthode consiste en deux procédés de fabrication, 1) la fabrication d’échafaudages poreux en Ti par moulage par congélation dynamique, et 2) le revêtement et la densification des échafaudages poreux. La méthode de moulage par congélation dynamique pour fabriquer des échafaudages poreux en Ti a permis la densification des échafaudages poreux en minimisant la contamination chimique et les défauts structurels. Le processus de densification se distingue pour trois raisons. Tout d’abord, le processus de densification est simple, car il nécessite un contrôle d’un seul paramètre (degré de densification). Deuxièmement, il est efficace, car il permet d’améliorer la mécanique et de libérer durablement des biomolécules à partir d’échafaudages poreux. Troisièmement, il a de larges applications, car il est également applicable à la fabrication d’échafaudages poreux gradués fonctionnellement par des contraintes spatialement variées pendant la densification.

Introduction

Alors que biomatériaux métalliques ont été largement utilisés comme implants porteurs et dispositifs de fixation interne en raison de leur excellente résistance mécanique et de la résilience, ^1-3 ils impliquent deux défis essentiels: 1) inadéquation mécanique parce que les métaux sont beaucoup plus rigides que les tissus biologiques, causant des dommages indésirables aux tissus environnants et 2) à faible bioactivité qui aboutit souvent à une mauvaise interface avec les tissus biologiques, provoquant souvent des réactions de corps étranger (par exemple, une inflammation ou thrombose). ^4-6 échafaudages métalliques poreux ont été proposée....