ABSTRACT

Different manufacturing techniques unveil their importance to gain advancement in the mechanical, physical, and anti-corrosion properties of Mg-based biomaterial (BM). The present work elucidates the comparative study of mechanical and degradation properties of recently developed novel Mg-based BM viz. Mg3Zn1Ca15Nb fabricated using different manufacturing techniques. The different manufacturing techniques used to fabricate Mg3Zn1Ca15Nb are, namely, conventional sintering (CS), microwave sintering (MWS), and ultrasonic-assisted microwave sintering (UACS). In the very beginning, the aforesaid biomaterial was developed using CS and defended itself as an optimistic biomaterial for orthopedic implants. In the hopes of boosting the obtained properties of developed Mg3Zn1Ca15Nb, MWS and UACS were used later. The experimental results of UACS have shown favorable mechanical as well as degradation properties of Mg3Zn1Ca15Nb. Samples fabricated using all three techniques depicted the presence of only source elements along with substantial dispersion of reinforcement (Nb) within the Mg matrix. All the three manufacturing routes were found compatible for fabricating Mg3Zn1Ca15Nb as no phase constituent was recorded in the X-Ray Diffraction (XRD) analysis. Finally, the cell viability and cytotoxicity assessment were performed for ultrasonic assisted conventionally sintered Mg3Zn1Ca15Nb which exhibited a promising cytocompatibility and better cell attachment characteristics.

摘要

不同的制造技术揭示了它们在提高镁基生物材料 (BM) 的机械、物理和抗腐蚀性能方面的重要性。目前的工作阐明了最近开发的新型镁基 BM 的机械和降解特性的比较研究。Mg3Zn1Ca15Nb 使用不同的制造技术制造。用于制造 Mg3Zn1Ca15Nb 的不同制造技术包括常规烧结 (CS)、微波烧结 (MWS) 和超声波辅助微波烧结 (UACS)。一开始，上述生物材料是使用CS开发的，并为自己作为一种乐观的骨科植入物生物材料进行了辩护。为了提高已开发的 Mg3Zn1Ca15Nb 所获得的性能，后来使用了 MWS 和 UACS。UACS 的实验结果表明 Mg3Zn1Ca15Nb 具有良好的机械性能和降解性能。使用所有三种技术制造的样品描述了仅存在源元素以及强化物 (Nb) 在 Mg 基体中的大量分散。发现所有三种制造路线都适合制造 Mg3Zn1Ca15Nb，因为在 X 射线衍射 (XRD) 分析中没有记录到相成分。最后，对超声辅助的常规烧结 Mg3Zn1Ca15Nb 进行细胞活力和细胞毒性评估，其表现出良好的细胞相容性和更好的细胞附着特性。使用所有三种技术制造的样品描述了仅存在源元素以及强化物 (Nb) 在 Mg 基体中的大量分散。发现所有三种制造路线都适合制造 Mg3Zn1Ca15Nb，因为在 X 射线衍射 (XRD) 分析中没有记录到相成分。最后，对超声辅助的常规烧结 Mg3Zn1Ca15Nb 进行细胞活力和细胞毒性评估，其表现出良好的细胞相容性和更好的细胞附着特性。使用所有三种技术制造的样品描述了仅存在源元素以及强化物 (Nb) 在 Mg 基体中的大量分散。发现所有三种制造路线都适合制造 Mg3Zn1Ca15Nb，因为在 X 射线衍射 (XRD) 分析中没有记录到相成分。最后，对超声辅助的常规烧结 Mg3Zn1Ca15Nb 进行细胞活力和细胞毒性评估，其表现出良好的细胞相容性和更好的细胞附着特性。