ZnO 表面改性Zn-Cu 组织工程支架的研究
2021-03-19任浩征潘超许迎孙小淏刘德宝
表面技术 2021年2期
任浩征,潘超,许迎,孙小淏,刘德宝
(天津理工大学 材料科学与工程学院,天津 300384)
近年来,具有生物可降解特性的新一代医用金属材料的研究发展迅速,这类新型医用金属材料(Mg、Fe、Zn)巧妙地应用在人体环境中,充分利用其易发生腐蚀降解的特性,实现在体内逐渐降解直至最终消失的医学临床目的[1-7]。因此,可降解金属通过材料成分的合理设计,结合生命科学和工程学的研究思路,将会对骨组织工程学产生积极而深远的影响。
可降解镁合金材料因表现出优异的生物相容性而被广泛研究。Mg 大量参与人体的各种生理活动,在许多细胞功能中发挥着重要作用[8],且其密度与人体骨骼密度接近,同时弹性模量也与人体骨骼相近,减少了应力屏蔽[9]。Singh 等人[10]采用粉末冶金以及钛编织丝网作为空间支撑材料相结合的方法,成功地制备了一种孔隙率为60%、孔径大小约为300 μm、孔洞互连的新型Mg-10Zn-4Y 支架材料。其中,钛编织金属丝网法保证了拓扑有序多孔结构的形成;锌和钇作为添加的合金材料,通过提高整体可烧结性来增强多孔镁的强度;使用L929 细胞对支架材料的细胞相容性进行了研究,证实了其生物相容性良好。然而,Mg 的标准电极电位为-2.37 V,因此,镁在生理环境中的腐蚀速率快,并且在腐蚀过程中会产生氢气包囊[11]。应用到组织工程领域的镁基多孔支架由于具有更大的表面积,因而腐蚀降解速率会更快。可降解铁基材料有较好的生物相容性。Fe 是人体必需的金属元素,参与氧的运输与储存,与某些酶的合成和活动密切相关[12]。……
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