さまざまなCu含有量を含むTi/ZRベースのメタリックメガネに関する生体内調査と細胞毒性試験

さまざまなCu含有量を備えたTi/Zrベースの金属グラス（MG）が調製され、Ti45Zr40Si15（Cu-free）、Ti45Zr40Si10CU5（低CU）、およびTI45ZR20CU35（Hig-CU）の公称組成が用意されています。これらのMGの機械的特性、耐食性、およびin vitroの生体適合性は、ナノへのインデンテーション、電気化学分析、MTSアッセイ、および誘導結合プラズマ質量分析、ならびに電子顕微鏡障害およびマイクロクストスカンとマイクロスコの姿勢の観点からの生物環境の生体複合性によって調査されます。結果は、MGSの電気化学的活動と生体適合性がCu含有量に敏感であることを示しています。電気腐食試験に続いて、高CU mgでイオン濃度の増加が観察されます。8つの独立した生体内検査は、イオン濃度が高いほど細胞生存率が低いことを示しています。12週間の生体内テストは、Cuを含まないMGSがバイオインプラントを開発するための有望な材料になる可能性があることを示しています。高Cu Mgは、腐食試験後のわずかなcuイオンでTiおよびZrイオンを放出し、局所破骨細胞活性の増加を促進します。

The Ti/Zr-based metallic glasses (MGs) with various Cu contents are prepared, with nominal compositions of Ti45Zr40Si15 (Cu-free), Ti45Zr40Si10Cu5 (low-Cu), and Ti45Zr20Cu35 (high-Cu). The mechanical properties, corrosion resistance, and in-vitro biocompatibility of these MGs are investigated by means of nano-indentation, electrochemical analyses, MTS assays and inductively coupled plasma mass spectrometry, as well as in-vivo biocompatibility in terms of scanning electron microscopy, micro-CT scans and histological observations. The results show that the electrochemical activity and biocompatibility of the MGs are sensitive to the Cu content. Following the electrocorrosion tests, an increase in ion concentration is observed in high-Cu MG. Eight independent in-vitro tests show that the higher ion concentration leads to a lower cell viability. The twelve-week in-vivo tests show that the Cu-free MGs can be a promising material for developing bio-implants. The high-Cu MG would release Ti and Zr ions with insignificant Cu ion following corrosion testing, enhancing an increased local osteoclast activity.