铁 - 硅质合金用于固定骨折的植入物

铁 - 硅质合金证明对固定骨折的植入物有用
学分:斯科尔科沃科学技术学院

Skoltech和Sechenov大学的研究人员拥有3D打印并研究了多孔铁 - 硅质合金样品的特性,该团队认为有希望可以使骨骼再生植入植入物。样品表现出低毒性,坚固性,生物降解性,并且可以适应骨骼生长。该研究发表在生物医学材料

为了治愈不良裂缝,插入了促进组织再生的植入物代替缺失。它们是新骨逐渐形成的基质。理想情况下,植入物应在完成工作时就已经消散了。该研究中的研究详细介绍了研究人员认为有望制造此类植入物的铁 - 硅质合金的测试。

为了正常运行,植入物的材料应符合许多标准。它们必须像骨头和多孔一样坚固,以便为组织生长提供空间。它们还需要具有生物相容性和可生物降解。也就是说,植入物应被身体接受并随着时间的推移而自然分解,但不会太快,以便骨骼有足够的时间生长。同样,材料的降解不应产生有毒化合物。

“铁合金经常被使用,因为金属对身体很友好,并且以合适的速度分解,但是如果没有任何添加剂,它也太软了。我们的材料科学团队在以前具有与铁和硅合金的经验,我们认为我们应该在这种情况下尝试一下,因为硅也是高度生物相容性,无毒,容易吸收和排泄的。

“我们使用3D打印机从粉末中生产多孔的铁 - 硅样品样品。样品对其机械和生物学特性的预期测试具有随意的设计。我们计划在动物中生产解剖形状的植入物,以便在动物中进行测试,”主要研究员StanislavEvlashin解释了。

团队调查了与纯铁和已经用于该目的的金属合金相比,合金确定植入物可以承受压缩和扩展的能力。硅铁样品被证明优于由纯铁及其其他合金制成的样品。邦德雷瓦(Bondareva)补充说:“我们还证明了植入物随着时间的推移而分解。”

伊夫拉什(Evlashin)说:“我们还绘制了样品的元素组成。”“我们用于打印的粉末包含一定比例的铁和硅,在用激光器在高温下打印时,总是有一些氧化。因此,为了确保机械性能或多或少在任何情况在样本中,我们必须确认两个组成元素(和氧气)之间的比率是正确的,并且它们在整个样品中均匀分布。”

在Skoltech的材料合成和机械测试之后,样品到达了Sechenov大学,在那里进行了生理溶液中活细胞的进一步测试。两个鼠标成纤维细胞和源自脐带衍生出对脚手架表现出良好的附着力。显微镜表明,约有70%的细胞保持活力,这意味着在样品降解过程中仅由于氢氧化铁和氯化物形成而导致低毒性。重要的是,观察到样品上的磷酸钙沉积,也就是说,骨组织实际上开始在“植入物”上形成。

尽管基于其他金属(镁和锌)的合金也被研究为临时植入物生产的有前途的材料,但它们可能不会与基于铁的同类产品相同。在后者中,新的铁 - 硅质合金似乎提供了有利的特性的胜利组合,正好适合骨科创伤。

塞海诺夫大学和MSU的主要研究员Anastasia Shpichka合着了这项研究。在人类有机体中降解。这使得可能逐渐替换出新形成的组织。将留在患者中。”


进一步探索

科学家开发可用于骨折,骨质疏松症和骨髓瘤的可生物降解合金

更多信息:J v Bondareva等人,可生物降解的铁 - 硅植入物,由增材制造产生,生物医学材料(2022)。doi:10.1088/1748-605x/ac6124
引用:固定骨折的植入物的Iron-silicon合金(2022年6月15日)2022年7月31日从//www.pyrotek-europe.com/news/2022-06-iron-iron-silicon-alloy-aloy-implants-brokent-brokent-bones.html
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