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激光结构化对医用级钛的影响:成骨细胞附着的表面表征与体外评估

DOI:10.3390/ma13082000 期刊:Materials 出版年份:2020 更新时间:2025-09-23 15:21:01
摘要: 改进的种植体骨整合为骨科、脊柱及牙科植入物提供了重要潜力。本研究采用激光处理技术对钛合金(Ti6Al4V)表面进行结构化处理并覆盖二氧化钛涂层,从而形成多孔表面。研究旨在表征孔隙结构形态、处理相关的金相变化、细胞相容性以及成骨样细胞(MG-63)的附着情况。该处理形成了特定的瓶颈状孔隙结构,使成骨细胞有可能在种植体表面的凹陷处实现互锁??紫冻叽绫硐治浩烤敝本?7微米(标准差4微米)、内部孔宽78微米(标准差6微米)、孔深129微米(标准差8微米)。激光引入的能量改变了热影响区(约66微米范围内)合金的金属结构,但未出现微裂纹形成的迹象。合金相态(微晶α+β相)在表层区域转变为马氏体α相,在孔隙间的过渡区域则呈现α+β相。MG-63细胞在30分钟内即附着于结构化钛表面,并在随后数日内通过众多丝状伪足生长至孔隙内外。与纯钛相比,结构化表面的细胞存活率更高,显示出良好的细胞相容性。特别是MG-63细胞向孔隙内生长的显著亲和力,为后续体内研究实现更优化的种植体固定提供了潜在可能。
作者: Kai Borcherding,Dennis Marx,Linda G?tjen,Uwe Specht,Dirk Salz,Karsten Thiel,Britt Wildemann,Ingo Grunwald
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研究概述 实验方案 设备清单

目标是表征孔隙结构形态、处理相关的金相变化、细胞相容性以及成骨样细胞(MG-63)的附着情况。

激光处理使结构产生了宏观的倒凹,这可为骨整合提供机械固定。成骨细胞(体外)的关键相互作用证实了这一潜力,尤其是因为它们倾向于在多孔结构表面及内部生长。未出现任何微裂纹迹象可视为积极因素,但这种结构化处理的生物力学影响必须进行评估。

该研究仅限于体外测试,需进一步研究以证实激光结构化表面对成骨细胞增殖的影响(包括细胞在其表面及内部的增殖情况)在体内条件下的结果。

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