Fabbricazione di meccanicamente Tunable e Bioactive metallo Ponteggi per applicazioni biomediche

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

doi:10.3791/53279

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Articolo metodologico

Fabbricazione di meccanicamente Tunable e Bioactive metallo Ponteggi per applicazioni biomediche

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DOI:

10.3791/53279

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8 dicembre 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

In questo articolo

Sommario

Gli scaffold metallici bioattivi e meccanicamente affidabili sono stati fabbricati attraverso un metodo che consiste in due processi, la liofilizzazione dinamica per la fabbricazione di Ti poroso e il rivestimento e la densificazione degli scaffold in Ti. Il processo di densificazione è semplice, efficace e applicabile alla fabbricazione di scaffold funzionalmente classificati.

Abstract

I sistemi biometallici sono stati ampiamente utilizzati per applicazioni biomediche, in particolare, come materiali portanti. Tuttavia, le sfide principali sono l'elevata rigidità e la bassa bioattività dei metalli. In questo studio, abbiamo sviluppato un nuovo metodo per la fabbricazione di un nuovo tipo di scaffold metallici porosi bioattivi e meccanicamente affidabili: scaffold porosi in Ti densificati. Il metodo consiste in due processi di fabbricazione, 1) la fabbricazione di scaffold porosi in Ti mediante liofilizzazione dinamica e 2) il rivestimento e la densificazione degli scaffold porosi. Il metodo di liofilizzazione dinamica per fabbricare scaffold porosi in Ti ha permesso la densificazione di scaffold porosi riducendo al minimo la contaminazione chimica e i difetti strutturali. Il processo di densificazione si distingue per tre motivi. Innanzitutto, il processo di densificazione è semplice, perché richiede il controllo di un solo parametro (grado di densificazione). In secondo luogo, è efficace, in quanto consente di ottenere un miglioramento meccanico e un rilascio sostenibile di biomolecole da scaffold porosi. In terzo luogo, ha ampie applicazioni, in quanto è applicabile anche alla fabbricazione di scaffold porosi funzionalmente graduati mediante deformazione spazialmente variabile durante la densificazione.

Introduzione

Mentre biomateriali metallici sono stati ampiamente utilizzati come protesi portanti e dispositivi di fissaggio interni a causa della loro ottima resistenza meccanica e la resistenza, ^1-3 coinvolgono due sfide cruciali: 1) non corrispondente meccanico perché i metalli sono molto più rigido rispetto ai tessuti biologici, provocando danni indesiderati ai tessuti circostanti e 2) bassa bioattività che spesso si traduce in scarsa interfaccia con i tessuti biologici, spesso provocando reazioni da corpo estraneo (ad esempio, infiammazione o trombosi). ^4-6 ponteggi metallici porosi sono state proposte per promuovere la crescita ossea nelle str....