可降解Fe@Fe-Zn骨组织工程支架体外生物相容性研究

作     者：罗彩云 王伟强 史淑艳 杨帅康 许雅南 朱明 刘慧颖 LUO Caiyun;WANG Weiqiang;SHI Shuyan;YANG Shuaikang;XU Yanan;ZHU Ming;LIU Huiying

作者机构：大连理工大学辽宁大连116024 大连医科大学辽宁大连116044 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2024年第53卷第8期

页      面：163-172页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：中央高校基本科研业务费专项基金(DUT22YG118 LD202219) 

主　　题：骨组织工程支架 多孔铁 Fe-Zn合金 降解性能 生物相容性 抗菌性能 

摘      要：目的以多孔铁为基体,利用脉冲电沉积制备可降解多孔Fe@Fe-Zn复合材料骨组织工程支架,以期提高材料的降解速率和抗菌性能。方法通过调节脉冲频率,得到不同Zn含量的Fe-Zn合金层;使用电子探针、X射线衍射仪、扫描电镜来研究材料的元素含量、相组成和显微结构;通过压缩测试考察支架的力学性能;用体外浸泡来考察材料的降解性能;用浸提液培养分析材料对小鼠胚胎成骨细胞的黏附铺展和细胞活性的影响;用浸提液和直接培养来探究材料的抗大肠杆菌性能。结果随脉冲频率增加,合金中Zn含量减小;不同合金均为单一的α(Fe)相;电沉积组织致密,杂质含量低;Zn含量为7.5%(均以质量分数计)时,支架抗压屈服强度较多孔铁提升6%;复合材料的降解速率为0.44~0.48 mm/a,较多孔铁有显著改善;复合材料浸提液在稀释到25%(体积分数)时,表现出良好的细胞相容性,且随Zn含量增加,细胞活性增强;Zn含量为7.5%时,材料的抗菌性能最好。结论通过电沉积制备的Fe@Fe-Zn支架的腐蚀速率相较于多孔铁有明显提高。随合金层中Zn含量的增加,其细胞活性增强,抗菌性能提高。Fe@Fe-Zn有望发展为可广泛应用的可降解骨组织工程支架材料。