体内環境下における最先端人工関節材料のビーリングスの分光学的・力学的評価
对身体环境中最先进的人工关节材料 Bealings 进行光谱和机械评估
基本信息
- 批准号:14F04783
- 负责人:
- 金额:$ 1.47万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
- 财政年份:2014
- 资助国家:日本
- 起止时间:2014-04-25 至 2017-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This research project provided a further insight on the durability of various ceramic biomaterials applied in orthopaedic prosthetic implants both in-vitro and in-vivo. Simulated wear testing and retrieved materials analysis clearly showed that most commonly applied ceramic biomaterials (monolithic alumina, zirconia and zirconia toughened alumina) degrade in-vivo at a rhythm which is significantly higher when compared to conventional laboratory simulations. It was also shown that metal staining caused by dislocation of the implant, leads to an even faster degradation. The presence of lubrication limits the severity of the tribological contact reducing the friction coefficient but might promote the transformation of tetragonal zirconia into monoclinic, reducing the mechanical properties of the implant. The concept of bioinert biomaterials has then been questioned: even oxides, which are extremely stable from a chemical point of view, have a clear and unexpected interaction with the human body environment. Taking into account these results, silicon nitride has been introduced as an alternative biomaterial. Studies conducted in-vitro clearly showed that Si3N4 positively interact with the human body environment and can thus be successfully used for different applications, from promotion of bone growth and osteointegration (e.g.: in spinal implants or bone fillers) to wear resistance (e.g.: in femoral heads for hip implants). The additional anti-bacterial effect granted by Si3N4 has never been observed before for other conventional ceramic material used in orthopaedics.
该研究项目提供了对各种陶瓷生物材料在体外和体内应用于骨科假体植入物的耐久性的进一步了解。模拟磨损试验和回收材料分析清楚地表明,最常用的陶瓷生物材料(整体氧化铝、氧化锆和氧化锆增韧氧化铝)在体内降解的节奏明显高于传统的实验室模拟。研究还表明,植入物脱位引起的金属染色导致更快的降解。润滑剂的存在限制了摩擦接触的严重程度,降低了摩擦系数,但可能促进四氧化锆向单斜晶系的转变,降低了植入物的机械性能。生物惰性生物材料的概念随后受到质疑:即使是从化学角度来看极其稳定的氧化物,也会与人体环境发生明显和意想不到的相互作用。考虑到这些结果,氮化硅已被引入作为替代生物材料。在体外进行的研究清楚地表明,Si3N4与人体环境积极相互作用,因此可以成功地用于不同的应用,从促进骨生长和骨整合(例如:在脊柱植入物或骨填充物中)到耐磨性(例如:在用于髋关节植入物的股骨头中)。Si3N4所赋予的额外抗菌效果在用于骨科的其他传统陶瓷材料中从未观察到过。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
In situ monitoring of osteosarcoma cells on surface-modulated silicon nitride and titanium biomaterials
表面调制氮化硅和钛生物材料上骨肉瘤细胞的原位监测
- DOI:
- 发表时间:2017
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:B.J. McEntire;G. Pezzotti;R. Bock;W. Zhu;E. Marin;T. Adachi;B.S. Bal
- 通讯作者:B.S. Bal
Chemically driven tetragonal-to-monoclinic polymorphic transformation in retrieved ZTA femoral heads from dual mobility hip implants
- DOI:10.1016/j.jmbbm.2015.11.032
- 发表时间:2016-03-01
- 期刊:
- 影响因子:3.9
- 作者:Boffelli, M.;Doimo, A.;Pezzotti, G.
- 通讯作者:Pezzotti, G.
Reconciling in vivo and in vitro kinetics of the polymorphic transformation in zirconia-toughened alumina for hip joints: II. Theory
协调髋关节用氧化锆增韧氧化铝多晶型转化的体内和体外动力学:II。
- DOI:10.1016/j.msec.2016.10.031
- 发表时间:2017
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:G. Pezzotti;W. Zhu;M. Zanocco;E. Marin;N. Sugano;B.J. McEntire;B.S. Bal
- 通讯作者:B.S. Bal
Effect of etching on the composition and structure of anodic spark deposition films on titanium
- DOI:10.1016/j.matdes.2016.06.088
- 发表时间:2016-10-15
- 期刊:
- 影响因子:8.4
- 作者:Marin, E.;Diamanti, M. V.;Chiesa, R.
- 通讯作者:Chiesa, R.
Surface toughness of silicon nitride bioceramics: II, Comparison with commercial oxide materials
氮化硅生物陶瓷的表面韧性:二、与商业氧化物材料的比较
- DOI:10.1016/j.jmbbm.2015.08.044
- 发表时间:2016
- 期刊:
- 影响因子:3.9
- 作者:B. J. McEntire;Y. Enomoto;W. Zhu;M. Boffelli;E. Marin;G. Pezzotti
- 通讯作者:G. Pezzotti
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PEZZOTTI G.其他文献
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