ساخت داربست های کامپوزیتی منیزیم-روی/بایوسرامیک از طریق ساخت افزایشی اکستروژنی
Extrusion-based additive manufacturing of Mg-Zn/bioceramic composite scaffolds
درمان جوش نخوردن استخوان رانی پس از شکستگی همراه با نقص پر نشدن استخوان، کماکان یک چالش بزرگ است. روش های درمانی فعلی شامل استفاده از ایمپلنت بافت های مشابه، غیرمشابه، یا مصنوعی می گردد و از روش های استخوان سازی نیز استفاده می شود. با این وجود، روش های اشاره شده دارای محدودیت هایی هستند. منیزیم و آلیاژهای آن گزینه های مهمی برای ایمپلنت در نظر گرفته می شوند، به دلیل زیست سازگاری، خواص مکانیکی مناسب، و عملکرد خوب در استخوان سازی. اما استفاده از منیزیم و آلیاژهای آن با مشکلاتی مواجه است، چون نرخ خوردگی آن بالا است که موجب تولید مقدار زیادی گاز هیدروژن می شود. همچنین آزاد شدن یون های سمی از عناصر آلیاژی نیز ممکن است همراه با زیست تخریب پذیری، رخ دهد. مطالعات بسیاری نشان داده اند که بایستی مواد پایه منیزیم با نرخ زیست تخریب پذیری کنترل شده توسعه یابند تا بتوان از آن ها در ترمیم استخوان استفاده کرد. گرچه اصلاح سطح می تواند این مشکلات را حل کند، اما این روش ها فقط شروع خوردگی را به تاخیر می اندازند. در واقع، زمانی خوردگی شتاب پیدا می کند که پوشش شکسته می شود. یک روش مهم دیگر برای اصلاح این مواد، ساخت کامپوزیت های پایه منیزیم از طریق افزودن بایوسرامیک ها است. بایوسرامیک های مبتنی بر فسفات کلسیم، مانند هیدروکسی آپاتیت و تریکلسیم فسفات (TCP)، برای ترمیم استخوان جذاب و کاربردی هستند.
در مقاله ای که در مجله Acta Biomaterialia منتشر شده است، داربست های (اسکفولد) کامپوزیتی منیزیم-روی/تری کلسیم فسفات ساخته شده است. به این منظور، ابتدا جوهر مربوط به این ساختار تهیه شده است و سپس از طریق فرایند ساخت افزایشی اکستروژنی این قطعات ساخته شده اند.چون این داربست ها از آلیاژ منیزیم-روی ساخته شدند، نرخ زیست تخریب پذیری بسیار خوبی نشان دادند، با این وجود که سمیت سلولی داشتند. اضافه کردن تری کلسیم فسفات به این آلیاژ، سازگاری سلولی و زیست فعالی داربست های منیزیم-روی را بهبود بخشید. در ابتدا جوهرهای دارای پودر منیزیم-روی همراه با 5، 10 و 15 درصد وزنی پودر تری کلسیم فسفات ساخته شدند. سپس این جوهر در پرینت 3-بعدی داربست های کامپوزیتی متخلخل به کار رفتند و نرخ زیست تخریب پذیری به 0.5 میلی متر در سال رسید که برای جایگزینی استخوان ها با اندازه های-مهم، مناسب است. علاوه بر آن، افزودن بایوسرامیک ها موجب افزایش خواص مکانیکی، مدول الاستیک و استحکام تسلیم، نیز شدند. زیست سازگاری نیز بهبود یافت. این مقاله بسیار جذاب و مهم می تواند نقش مهمی در ساخت داربست های کامپوزیتی متخلخل پایه منیزیمی داشته باشد.