锶/铜共取代透辉石支架的力学性能与生物活性增强
材料科学
2023-03-21 v1 应用物理
生物物理
摘要
用于骨组织工程的有效支架应兼具充分的力学与化学性能，以及骨整合、血管生成和抗菌等生物活性模式。为通过综合方法满足这些需求，我们采用机器人书写（robocasting）由沉淀法衍生的锶/铜共取代透辉石增材制造了方形杆状支架。考察了微观结构、力学性能、生物活性、生物相容性和抗菌活性。结果表明，透辉石晶格中锶与铜的存在减小了晶粒尺寸并提高了陶瓷致密度。透辉石的压缩强度、硬度和断裂韧性均获改善，这归因于更细的微观结构与更佳的烧结。支架具有优异的压缩强度与高孔隙率（68%至72%），这归因于堆叠方形杆的结构。所有材料均表现出良好的体外生物活性与成骨肉瘤细胞的有利增殖，而锶铜共掺杂材料展现出最强的抗大肠杆菌活性。我们表明，在多项指标上该系统为实现高性能骨替代物提供了途径。
引用
@article{arxiv.2303.11008,
title = {Enhanced mechanical performance and bioactivity in strontium/copper co-substituted diopside scaffolds},
author = {Shumin Pang and Dongwei Wu and Haotian Yang and Franz Kamutzki and Jens Kurreck and Aleksander Gurlo and Dorian A. H. Hanaor},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.11008},
year = {2023}
}