Biyomedikal Uygulamalar için Mekanik ayarlanabilir ve Biyoaktif Metal iskelelerinin Fabrikasyon

Summary

Biyoaktif ve mekanik olarak güvenilir metal iskeleler, gözenekli Ti üretimi için dinamik dondurarak döküm ve Ti iskelelerinin kaplanması ve yoğunlaştırılması olmak üzere iki işlemden oluşan bir yöntemle üretilmiştir. Yoğunlaştırma işlemi basit, etkili ve işlevsel olarak derecelendirilmiş iskelelerin imalatına uygulanabilir.

Abstract

Biyometal sistemler, biyomedikal uygulamalarda, özellikle yük taşıyan malzemeler olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, en büyük zorluklar metallerin yüksek sertliği ve düşük biyoaktivitesidir. Bu çalışmada, biyoaktif ve mekanik olarak güvenilir yeni bir tip gözenekli metal iskele imalatına yönelik yeni bir yöntem geliştirdik: yoğunlaştırılmış gözenekli Ti iskeleler. Yöntem, 1) dinamik dondurarak döküm ile gözenekli Ti iskelelerinin imalatı ve 2) gözenekli iskelelerin kaplanması ve yoğunlaştırılması olmak üzere iki imalat işleminden oluşur. Gözenekli Ti iskeleleri imal etmek için dinamik dondurarak döküm yöntemi, kimyasal kontaminasyonu ve yapısal kusurları en aza indirerek gözenekli iskelelerin yoğunlaştırılmasına izin verdi. Yoğunlaştırma işlemi üç nedenden dolayı ayırt edicidir. İlk olarak, yoğunlaştırma işlemi basittir, çünkü sadece bir parametrenin (yoğunlaşma derecesi) kontrol edilmesini gerektirir. İkincisi, gözenekli iskelelerden biyomoleküllerin mekanik olarak güçlendirilmesini ve sürdürülebilir bir şekilde salınmasını sağladığı için etkilidir. Üçüncüsü, yoğunlaştırma sırasında mekansal olarak değişen gerinimlerle işlevsel olarak derecelendirilmiş gözenekli iskelelerin imalatına da uygulanabilir olduğu için geniş uygulamalara sahiptir.

Introduction

Metalik biyomalzemeler yaygın nedeniyle mükemmel mekanik mukavemet ve esneklik, ^1-3 yük taşıyan implantlar ve internal fiksasyon cihazları olarak kullanılmış olsa da iki kritik zorlukları içerir: 1) Mekanik uyuşmazlığı metaller biyolojik dokulara daha sert olduğu için, istenmeyen hasara yol genellikle yabancı cisim reaksiyonları (örneğin, enflamasyon veya tromboz) provoke çevre dokulara ve genellikle biyolojik dokularla yoksul bir arayüz ile sonuçlanır 2) düşük biyo-için. ^4-6 Gözenekli metal iskeleleri iyileştirilmesi, yapılarda kemik büyümesini teşvik etmek için ileri sürülmüştür . Stres kalkan etkileri nedeniyle azaltılmış sertlik bas....

Protocol

Gözenekli Metal iskelelerinin 1. Fabrikasyon

1. Dört başlangıç ​​gözenek (40, 50, 60 ve 70), gözenekli Ti iskeleleri için Tablo 1 de tarif edildiği gibi malzemeler, uygun miktarlarda tartı sonra ticari olarak temin edilebilir Ti tozu, kamfen ve KD-4 karıştırılarak Ti-kamfen bulamaçlar hazırlayın. 500 ml polietilen (PE) şişelere çamurlar dökün ve 30 rpm'de bir bilyeli değirmen fırın içinde 30 dakika boyunca 55 ° C'de şişeler döndürün.
2. Silindirik alüminyum (Al) 60 mm'lik bir çapa ve 60 mm yüksekliğe sahip kalıplar içine PE şişe çamurlar dökün. Karşılık gelen Al kayar kapak ile birlikte, Al kalıp kapatın ve 10 dakika s....

Results

Gözenekli Ti iskeleleri üretilmesi için kullanılan imalat süreci Şekil 1A'da gösterilmiştir. Ti tozu, sıvı kamfen tamamen katılaştıktan ise, nispeten ağır Ti tozunun herhangi bir çökeltiler minimize edilebilir, 12 saat boyunca 44 ° C'de kabın sürekli dönüşüyle ​​kamfen içinde homojen biçimde dağılmış ve tutulur. Burada 3-boyutlu birbirine büyük kamfen gözenekler Ti tozu faz (Şekil 1C) ile çevrilidir, Şekil 1B 'de gösterildiği gibi bir sonucu olarak, hom.......

Discussion

BIOMETAL sistemleri yaygın biyomedikal uygulamalar için kullanılmış olsa da, özellikle de, taşıyıcı malzemeler olarak, yüksek sertlik ve metal düşük biyo gibi büyük zorluklar olarak kabul edilmiştir. Bu çalışmada, yeni bir metal sistemi, biyomimetik mekanik özellikleri yanı sıra sürdürülebilir bırakma davranışı ile biyoaktif yüzeye sahip bir yoğunlaştırılmış gözenekli metal iskele imalat yöntemi kurdu. Bizim fabrikasyon yönteminin önemli avantajları 1) biz zaten geliştirilen önceki dinamik dondurma döküm yönteminde deği.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Titanyum tozu	Alfa Aesar	# 42624-325	ağ,% 99,5 (metal bazlı)
Camphene	SigmaAldrich	# 456055	% 95, C < sub > 10 < / sub >H < sub > 16 < / sub
>KD-4	Croda	­	Hipermer, polimerik dağıtıcı
Fosfat Tampon Çözeltisi (PBS)	Welgene	ML 008-01	­
Yeşil Floresan Protein (GFP)	Genoss Co.	-	>98% saflıkta, 1 mg / ml
Bilyalı değirmen fırını	SAMHENUG ENERGY	SH-BDO150	­
Dondurarak kurutucu	Ilshin Lab.	PVTFD50A	ve utangaç;
Soğuk izostatik presleme (CIP) makinesi	SONGWON SYSTEMS	CIP 42260	­
Vakum fırını	JEONG MIN INDUSTRIAL	JM-HP20	& shy;
elektrikli chaege makinesi	FANUC robocut	0iB	Harici kullanım
Pres makinesi	CG& S	AJP-200	& utangaç;
Konfokal lazer tarama spektroskopisi (CLSM)	Olympus	FluoView FV1000	Harici kullanım