激光选区熔化工艺制备多孔镁合金骨支架的研究进展

镁合金因其与人体骨骼相近的力学性能和可降解特性在人体骨组织支架移植中具有良好的发展前景,且将其制备成多孔结构有利于细胞的生长、增殖及分化。增材制造中的激光选区熔化工艺(SLM)制备多孔镁合金骨支架,在精确控制孔隙率与尺寸的同时,避免了传统铸造等工艺产生的形貌与性能缺陷。综述了多孔镁合金骨支架在临床医用中的可行性并介绍了SLM制备流程,通过对增强机制的分析阐明SLM工艺镁合金的性能优势。同时根据元素与工艺参数的变化剖析其作用机制与优化方案。最后总结现阶段工艺面临的瓶颈及其作用因素,以此提出改进方向与展望未来发展趋势,助力实现其医疗产业应用。

全降解镁合金组织工程支架孔隙特征与性能关系研究

目的研究可供口腔颌面修复用的全降解多孔镁及镁合金组织工程支架的孔隙特征和生物学性能。方法采用模板复制法,以不同形状的NaCl颗粒为造孔粒子,通过渗流铸造工艺分别获得球形孔结构和不规则多面体孔结构的多孔镁及镁合金组织工程支架,两组支架微结构的主孔尺寸一致,联通孔尺寸分别为200~350μm、50~300μm,孔隙率分别为75%和68%。利用扫描电子显微镜、X射线断层衍射、压缩力学测试、析氢测试、浸泡实验和细胞直接培养测试,比较分析微结构对孔隙特征、力学性能、降解行为和细胞粘附的影响。结果扫描电子显微镜和X射线断层衍射结果显示,球形孔支架具有更好的联通性;微结构中的第二相金属间化合物能显著提高微结构的力学性能;比表面积大、孔隙率低的多孔镁支架析氢速率(降解速率)更快;支架与成骨细胞的共培养结果显示微结构降解过快不利于细胞粘附和存活。结论调控微结构可以改变镁合金组织工程支架联通性、降解速率和力学性能,实现性能可控。