Zależność bioresorbowalności od mikrostruktury stopów Fe-Mn wytwarzanych addytywnie i konwencjonalnie

Zależność bioresorbowalności od mikrostruktury stopów Fe-Mn wytwarzanych addytywnie i konwencjonalnie

Opis i związek z AMAZEMET

Stopy Fe-Mn do zastosowań bioresorbowalnych zostały wytworzone przy użyciu laserowej syntezy w złożu proszkowym (LPBF) z proszków wytworzonych za pomocą ultradźwiękowej atomizacji plazmowej w systemie rePowder firmy AMAZEMET. W porównaniu do konwencjonalnie wytwarzanych stopów, stop Fe-Mn wytworzony metodą LPBF wykazywał dostosowaną mikrostrukturę, w tym granice Σ, co znacząco wpłynęło na zachowanie korozyjne w roztworze Hanka i szybkość uwalniania jonów w kwasie mlekowym. Testy biokompatybilności z wykorzystaniem komórek osteoblastopodobnych MG-63 potwierdziły przydatność tych stopów, pokazując potencjał addytywnie wytwarzanych materiałów Fe-Mn do innowacyjnych zastosowań biomedycznych.

Autorzy

Matjaž Godec ^aJakob Kraner ^{a b}, Danijela Skobir Balantič ^a, Irena Paulin ^a, Damjana Drobne ^c, Veno Kononenko ^c, Aleksandra Kocijan ^aPaul McGuiness ^a, Črtomir Donik ^a

a Institute of Metals and Technology, Ljubljana, Słowenia b Impol 2000 d.d., Slovenska Bistrica, Słowenia c Biotechnical Faculty, Univerity of Ljubljana, Słowenia

Streszczenie

Stopy Fe-Mn zostały wyprodukowane do zastosowań bioresorbowalnych przy użyciu procesu laserowej fuzji w złożu proszkowym (LPBF) ze zmiennymi parametrami procesu. Proszek stopu wsadowego do LPBF uzyskano z konwencjonalnych odlewanych / kutych prętów przy użyciu ultradźwiękowej atomizacji plazmowej. Dodatkowo zbadano konwencjonalnie produkowany stop Fe-Mn o tym samym składzie w celu porównania właściwości materiału. Zbadano wpływ drogi przetwarzania i parametrów procesu LPBF na ewolucję mikrostruktury, w szczególności tworzenie się granic Σ, i skorelowano je z obserwowaną szybkością korozji uzyskaną z krzywych potencjodynamicznych w roztworze Hanka. Oceniono również stężenie uwolnionych jonów Fe i Mn po testach zanurzeniowych w kwasie mlekowym. Początkowy mechanizm korozji stopu LPBF został wyjaśniony za pomocą rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronów (XPS). Ponadto przeprowadzono testy in vitro z wykorzystaniem ludzkich komórek kostniakomięsaka MG-63 w celu oceny biokompatybilności. Niniejsze badanie wykazało korelację między mikrostrukturą a szybkością korozji, podczas gdy testy biokompatybilności potwierdziły przydatność addytywnie wytwarzanych stopów Fe-Mn do zastosowań bioresorbowalnych.