Nano-Topographical Control of Ti-Nb-Zr Alloy Surfaces for Enhanced Osteoblastic Response

材料科学 蚀刻(微加工) 合金 纳米技术 溅射 纳米- 纳米尺度 金属 基质(水族馆) 粘附 生物医学工程 复合材料 冶金 薄膜 地质学 海洋学 医学 图层(电子)
作者
Min‐Kyu Lee,Hyun Lee,Hyoun‐Ee Kim,Eun‐Jung Lee,Tae‐Sik Jang,Hyun‐Do Jung
出处
期刊:Nanomaterials [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:11 (6): 1507-1507 被引量:13
标识
DOI:10.3390/nano11061507
摘要

Nano-scale surface roughening of metallic bio-implants plays an important role in the clinical success of hard tissue reconstruction and replacement. In this study, the nano-topographical features of titanium-niobium-zirconium (TNZ) alloy surfaces were controlled by using the target-ion induced plasma sputtering (TIPS) technique to improve the in vitro osteoblastic response. The TIPS technique is a novel strategy for etching the surface of metallic bio-implants using bombardment of target metal cations, which were accelerated by an extremely high negative bias voltage applied to the substrates. The nano-topography of the TNZ surfaces was successfully controlled by modulating experimental variables (such as the ion etching energy and the type of substrate or target materials) of TIPS. As a result, various nanopatterns (size: 10–210 nm) were fabricated on the surface of the TNZ alloys. Compared with the control group, experimental groups with nanopattern widths of ≥130 nm (130 and 210 nm groups) exhibited superior cell adhesion, proliferation, and differentiation. Our findings demonstrate that TIPS is a promising technology that can impart excellent biological functions to the surface of metallic bio-implants.

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