A biomimetic gradient porous cage with a micro-structure for enhancing mechanical properties and accelerating osseointegration in spinal fusion

偷看 骨整合 材料科学 笼子 多孔性 复合材料 聚醚醚酮 融合 生物医学工程 植入 聚合物 结构工程 外科 哲学 工程类 医学 语言学
作者
Cheng‐Qi Jia,Zhen Zhang,Shiqi Cao,Tianjiao Wang,Haichao Yu,Wenxiang Wang,Bomin Guo,Xiongying Qiu,Yonggang You,Fanqi Hu,Jun Zhao,Xuesong Zhang
出处
期刊:Bioactive Materials [Elsevier BV]
卷期号:23: 234-246 被引量:33
标识
DOI:10.1016/j.bioactmat.2022.11.003
摘要

Spinal fusion is a widely employed treatment of patients with degenerative disc disease, in which a cage is used to replace the disc for spinal fusion. But it often fails for insufficient mechanical strength and poor osseointegration. Here, we designed a polyether-ether-ketone (PEEK)/tantalum (Ta) composite cage with a biomimetic gradient porous micro-structure, simultaneously enhancing mechanical properties and accelerating osseointegration in spinal fusion.In the study, based on the mechanical performances of PEEK and osteogenic potential of Ta, and the three-dimensional (3D) structures of cuttlebone and vertebra, the cages were respectively 3D printed by pure PEEK, PEEK with 5 wt% Ta (PEEK/Ta-5), PEEK with 10 wt% Ta (PEEK/Ta-10) and PEEK with 15 wt% Ta (PEEK/Ta-15), then verified in vitro and in sheep cervical fusion model systematically.Vertebral Gyroid structure PEEK/Ta-15 cage exhibited superior mechanical properties than Cuttlebone-like structure PEEK/Ta-15 cage, closer to the cervical vertebra. Furthermore, PEEK/Ta-15 cage with higher Ta microparticles in PEEK provided a biomimetic gradient porous micro-structure with higher surface energy, guiding cell biological behavior, promoting new bone penetration, and accelerating osseointegration in vivo.In conclusion, the study designed a biomimetic gradient porous cage with a micro-structure for enhancing mechanical properties, accelerating osseointegration and forming an anatomical lock in the fusion segment through composites, mechanical efficiency, surface extension, and pores.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
qin发布了新的文献求助30
刚刚
刚刚
上官若男应助超级幻梅采纳,获得10
1秒前
酷波er应助Forever采纳,获得10
1秒前
大模型应助窦慕卉采纳,获得10
1秒前
1秒前
深情安青应助格律采纳,获得10
1秒前
SciGPT应助小二_来篇一作采纳,获得10
2秒前
orixero应助sunny采纳,获得10
2秒前
杜禹锋完成签到,获得积分20
2秒前
njahwdhadln完成签到,获得积分10
2秒前
wt完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
呢柚牛发布了新的文献求助10
2秒前
xiaoyou发布了新的文献求助10
2秒前
莫妮卡完成签到,获得积分10
3秒前
打打应助矮小的断秋采纳,获得10
3秒前
科研通AI6.2应助赫青亦采纳,获得10
4秒前
4秒前
McUltrman完成签到,获得积分10
4秒前
胖馨馨完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
mumu完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
WuLujie完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
Donby发布了新的文献求助10
6秒前
阿巴阿巴完成签到,获得积分10
6秒前
专注狸狸完成签到 ,获得积分10
6秒前
wanna完成签到,获得积分10
6秒前
夏天冷完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
杜禹锋发布了新的文献求助20
7秒前
7秒前
7秒前
siweishengwu完成签到,获得积分10
7秒前
呆呆完成签到 ,获得积分10
7秒前
留不住的神完成签到,获得积分10
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les chinois de jakarta: temples et vie collective 1000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Social Psychology 800
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 800
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7646863
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9219224
关于积分的说明 19785072
捐赠科研通 7211870
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3277208
关于科研通互助平台的介绍 2438708
邀请新用户注册赠送积分活动 2275504