Three-dimensional bio-nanocomposite scaffolds using bioactive wollastonite and bioglass as the base materials are composed with 0 (as the control), 5, 10, and 15 wt% of magnetic nanoparticles (MNPs) with space-based agents sodium bicarbonate (NaHCO₃). The process, in this study, is performed by homogenizing and mixing MNPs, wollastonite, and bioglass, after high-energy ball mill, pressing at 150–200 MPa, and kept at 900 °C, which eventually produced scaffolds with 20–40% porosity. Additionally, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and mechanical testing including compressive strength are investigated. The size of the powder and scaffold crystals size are measured between 30 and 50 nm, and the pores are measured between 70 and 180 μm. The results show that the best mechanical properties of the specimen belong to the sample containing 15 wt%, with 7.9 ± 0.5 MPa and 203.3 ± 5 MPa of compressive strength and elastic modulus, respectively. Besides, the biological evaluation confirms that the sample with 10 wt% MNPs presents a better apatite formation on porous scaffolds, after 28 days in SBF solution. The obtained results indicate that the samples with 10 and 15 wt% MNPs illustrate proper mechanical and biological responses for bone tissue application. The samples having sodium chloride space agent present an open porous architecture in comparison with the sample containing sodium bicarbonate space agent. Moreover, in this study, the global criterion method (GCM) has been used to find the best combination of nanocomposite scaffold having the optimal mechanical and biological properties. The total porosity of the fabricated scaffold is similar to real bone architecture and can be a useful option for cancer therapy and insert in the bone sarcoma tumor.

中文翻译：

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磁性纳米粒子对基于热疗的治疗和控制药物递送以替代骨的协同作用

使用具有生物活性的硅灰石和生物玻璃作为基础材料的三维生物纳米复合支架，由0（作为对照），5、10和15 wt％的磁性纳米颗粒（MNP）以及基于太空的碳酸氢钠（NaHCO ₃）。在本研究中，该过程是通过将MNP，硅灰石和生物玻璃均质并混合后进行的，然后在高能球磨机中加压至150–200 MPa，并保持在900°C，最终生产出20–40％的支架孔隙率。此外，还研究了X射线衍射（XRD），扫描电子显微镜（SEM）和包括抗压强度的机械测试。粉末的尺寸和支架晶体的尺寸在30至50 nm之间测量，孔在70至180μm之间测量。结果表明，样品的最佳机械性能属于含量为15 wt％的样品，其抗压强度和弹性模量分别为7.9±0.5 MPa和203.3±5 MPa。此外，生物学评估还证实，MNP含量为10％的样品在多孔支架上呈现出更好的磷灰石形成，在SBF溶液中放置28天后。获得的结果表明，具有10和15 wt％的MNP的样品说明了骨组织应用的适当的机械和生物学响应。与含有碳酸氢钠空间剂的样品相比，具有氯化钠空间剂的样品具有开放的多孔结构。此外，在这项研究中，全局标准方法（GCM）已被用于寻找具有最佳机械和生物学性能的纳米复合支架的最佳组合。制成的支架的总孔隙率与真实的骨骼结构相似，可以作为癌症治疗和插入骨肉瘤的有用选择。获得的结果表明，具有10和15 wt％的MNP的样品说明了骨组织应用的适当的机械和生物学响应。与含有碳酸氢钠空间剂的样品相比，具有氯化钠空间剂的样品具有开放的多孔结构。此外，在这项研究中，全局标准方法（GCM）已被用于寻找具有最佳机械和生物学性能的纳米复合支架的最佳组合。制成的支架的总孔隙率与真实的骨骼结构相似，可以作为癌症治疗和插入骨肉瘤的有用选择。获得的结果表明，具有10和15 wt％的MNP的样品说明了骨组织应用的适当的机械和生物学响应。与含有碳酸氢钠空间剂的样品相比，具有氯化钠空间剂的样品具有开放的多孔结构。此外，在这项研究中，全局标准方法（GCM）已被用于寻找具有最佳机械和生物学性能的纳米复合支架的最佳组合。制成的支架的总孔隙率与真实的骨骼结构相似，可以作为癌症治疗和插入骨肉瘤的有用选择。全球标准方法（GCM）已被用于寻找具有最佳机械和生物学性能的纳米复合支架的最佳组合。制成的支架的总孔隙率与真实的骨骼结构相似，可以作为癌症治疗和插入骨肉瘤的有用选择。全球标准方法（GCM）已被用于寻找具有最佳机械和生物学性能的纳米复合支架的最佳组合。制成的支架的总孔隙率与真实的骨骼结构相似，可以作为癌症治疗和插入骨肉瘤的有用选择。