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Nb-Ti-Ta多孔骨組織支架的制造
供稿人:董恩純，王玲
發(fā)布日期：2017-09-04
隨著醫(yī)療水平的提高，用于替代人骨的金屬假體被廣泛應用。但是由于常用的鈦合金等金屬假體剛度極大，在植入人體后由于假體和人骨之間存在的剛度差異會導致“應力遮擋”現(xiàn)象，使得應力集中在假體上，人骨則得不到正常的應力刺激，從而出現(xiàn)骨吸收和假體松動等現(xiàn)象，因此如何在保證強度的基礎上降低金屬假體剛度，成為現(xiàn)在人工假體領域急需解決的問題[1]。
近日，中南大學粉末冶金國家重點實驗室的研究人員結合海綿浸漬技術和燒結技術，制備出了Nb-Ti-Ta的多孔骨組織支架[2]，通過觀察，該支架有著和人骨各向異性多孔結構極為相似的三維網(wǎng)絡結構。并且實驗發(fā)現(xiàn)，通過改變孔隙率，多孔支架的楊氏模量和強度分別可以在0.11±0.01-2.08±0.09MPa和17.45±2.76-121.67±1.76MPa間變化，這表明該支架的力學性能和人骨是非常相似的。
圖1 (a)海綿浸漬技術示意圖；(b)松質(zhì)骨掃描圖
此外，研究人員將多孔支架植入到新西蘭大白兔體內(nèi)做了動物體內(nèi)實驗，12周后取出發(fā)現(xiàn)在多空支架內(nèi)部長出了新生的骨組織，證明該支架有利于骨組織的生長，有效解決了應力遮擋現(xiàn)象。
圖2 (a)，（b）12周后支架內(nèi)部新生骨組織；(c)新生骨組織的能譜分析結果
參考文獻：
- X. Rao, C.L. Chu, Y.Y. Zheng, Phase composition, microstructure, and mechanical properties of porous Ti-Nb-Zr alloys prepared by a two-step foaming powder metallurgy method, J. Mech. Behav. Biomed 2014, 34:27–36.
- YJue Liu, Jianming Ruan, Lin Chang, Hailin Yang, Wei Ruan. Porous Nb-Ti-Ta alloy scaffolds for bone tissue engineer: Fabrication, mechanical properties and in vitro/vivo biocompatibility, Materials Science and Engineering 2017,78:503-512.
