ZnP‐Coated Zn1Cu0.1Ti Membrane with High Strength‐Ductility, Antibacterial Ability, Cytocompatibility, and Osteogenesis for Biodegradable Guided Bone Regeneration Applications
Source abstract
Abstract
Abstract Zinc (Zn) and its alloys have recently gained research interest due to their good biosafety, biological function, biodegradability, and formability. Zinc‐phosphate (ZnP) coating has been shown to improve the corrosion resistance and biocompatibility of Zn alloys. Here, a biodegradable ZnP‐coating on Zn1Cu0.1Ti (ZCT) membrane with high strength‐ductility and mechanical stability, suitable degradation rate, effective antibacterial ability, excellent in vitro and in vivo cytocompatibility, and osteogenesis is reported. The ZnP‐coated ZCT exhibits high strength‐ductility with a yield strength of 264 MPa, ultimate tensile strength of 312 MPa, elongation of 36.0%, and high mechanical stability before and after 30 d immersion in Hanks’ and AS solutions, all of which are higher than those of ZCT. The ZnP coating shows good deformation resistance, healing effect, and bond strength with the substrate, meeting the clinical contour shaping requirements. The ZnP‐coated ZCT membrane sample shows higher cell viability toward MC3T3‐E1 and MG‐63 cells, osteogenic and mitochondrial quality‐control properties in vitro than those of the ZCT sample. Using a rat calvarial defect model, the ZnP‐coated ZCT membrane shows complete biosafety and considerable osteogenesis performance. Overall, the ZnP‐coated ZCT membrane is recommended as a promising biodegradable implant material for oral guided bone regeneration application.
Source: crossref · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Bone Tissue Engineering Materials · Orthopaedic implants and arthroplasty
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Institute of Stomatology School and Hospital of Stomatology Wenzhou Medical University Wenzhou 325027 China
School of Materials Science and Engineering Xiangtan University Xiangtan 411105 China
School of Engineering RMIT University Melbourne Victoria 3001 Australia
Funding
Australian Research Council
References (100+)
Show source-provided references
1. 10.1111/prd.1244910.1111/prd.12449 ↗
2. 10.2174/13816121079088381310.2174/138161210790883813 ↗
3. Bazli L. · J. Compos. Compd. · 2020 · 2 · 18
4. 10.1111/jcpe.1305010.1111/jcpe.13050 ↗
5. 10.1016/j.aanat.2020.15152810.1016/j.aanat.2020.151528 ↗
6. 10.1002/jbm.b.3506010.1002/jbm.b.35060 ↗
7. 10.1038/s41368-020-00107-z10.1038/s41368-020-00107-z ↗
8. 10.1016/j.jot.2022.01.00210.1016/j.jot.2022.01.002 ↗
9. 10.1016/j.bioactmat.2021.11.01810.1016/j.bioactmat.2021.11.018 ↗
10. 10.1002/adhm.20200070710.1002/adhm.202000707 ↗
11. 10.1016/j.jpor.2012.12.00110.1016/j.jpor.2012.12.001 ↗
12. 10.1016/j.matt.2019.05.02110.1016/j.matt.2019.05.021 ↗
13. 10.1007/s10266-008-0087-y10.1007/s10266-008-0087-y ↗
14. 10.12816/005561310.12816/0055613 ↗
15. 10.1016/j.biomaterials.2004.02.00110.1016/j.biomaterials.2004.02.001 ↗
16. 10.4047/jap.2015.7.6.48410.4047/jap.2015.7.6.484 ↗
17. 10.1016/j.bioactmat.2021.01.01110.1016/j.bioactmat.2021.01.011 ↗
18. 10.1016/S1359-6462(01)01132-010.1016/S1359-6462(01)01132-0 ↗
19. 10.1016/j.biomaterials.2021.12130110.1016/j.biomaterials.2021.121301 ↗
20. 10.17222/mit.2014.12910.17222/mit.2014.129 ↗
21. 10.1016/j.jmst.2019.07.02410.1016/j.jmst.2019.07.024 ↗
22. 10.1016/j.jmst.2019.03.00610.1016/j.jmst.2019.03.006 ↗
23. 10.1038/s41598-016-0001-810.1038/s41598-016-0001-8 ↗
24. Vanýsek P. · 2008
25. 10.1016/j.actbio.2009.07.03910.1016/j.actbio.2009.07.039 ↗
26. 10.1016/0149-7634(95)00002-V10.1016/0149-7634(95)00002-V ↗
27. 10.1002/(SICI)1520-670X(1998)11:2/3<119::AID-JTRA5>3.0.CO;2-310.1002/(SICI)1520-670X(1998)11:2/3<119::AID-JTRA5>3.0.CO;2-3 ↗
28. 10.1016/j.actbio.2019.03.05510.1016/j.actbio.2019.03.055 ↗
29. 10.1016/j.actbio.2018.10.01510.1016/j.actbio.2018.10.015 ↗
30. 10.1038/srep1071910.1038/srep10719 ↗
31. 10.1016/j.msec.2017.02.16710.1016/j.msec.2017.02.167 ↗
32. 10.1016/j.msec.2020.11117210.1016/j.msec.2020.111172 ↗
33. 10.1016/j.jmbbm.2017.05.01310.1016/j.jmbbm.2017.05.013 ↗
34. 10.3390/ijms1903075510.3390/ijms19030755 ↗
35. 10.1016/j.msea.2017.06.03710.1016/j.msea.2017.06.037 ↗
36. 10.1007/s10856-018-6096-710.1007/s10856-018-6096-7 ↗
37. Z.Yin Master Thesis Michigan Technological University2017.
38. 10.1016/j.matlet.2018.04.11210.1016/j.matlet.2018.04.112 ↗
39. 10.1016/j.jallcom.2019.15198710.1016/j.jallcom.2019.151987 ↗
40. 10.1080/14786435.2018.154696210.1080/14786435.2018.1546962 ↗
41. 10.1016/j.corsci.2020.10860210.1016/j.corsci.2020.108602 ↗
42. 10.1016/j.matlet.2019.04.00610.1016/j.matlet.2019.04.006 ↗
43. 10.1016/j.actbio.2020.02.01710.1016/j.actbio.2020.02.017 ↗
44. 10.1016/j.jmst.2020.06.05210.1016/j.jmst.2020.06.052 ↗
45. 10.1016/j.cej.2022.13794610.1016/j.cej.2022.137946 ↗
46. 10.11607/jomi.558110.11607/jomi.5581 ↗
47. 10.1016/j.jmst.2016.02.00710.1016/j.jmst.2016.02.007 ↗
48. ASTM G102–89 · 2015
49. ASTM G31–12 · 2013
50. ASTM E8/E 8M–16 · 2011
51. ISO 10993–5: 2009 · 2009
52. ISO 10993–12: 2012 · 2012
53. 10.3389/fbioe.2020.0062510.3389/fbioe.2020.00625 ↗
54. DIN EN ISO 20645–2004 · 2004
55. EN ISO 6888–1–2021 · 2021
56. 10.1007/s11837-019-03357-310.1007/s11837-019-03357-3 ↗
57. 10.1016/j.corsci.2019.05.01810.1016/j.corsci.2019.05.018 ↗
58. 10.1016/j.corsci.2021.10927810.1016/j.corsci.2021.109278 ↗
59. 10.1016/j.snb.2012.11.00610.1016/j.snb.2012.11.006 ↗
60. 10.1016/j.apsusc.2017.12.05610.1016/j.apsusc.2017.12.056 ↗
61. 10.1016/j.surfcoat.2010.12.01210.1016/j.surfcoat.2010.12.012 ↗
62. Massalski T. B. · 1990
63. 10.1016/j.actbio.2020.09.03610.1016/j.actbio.2020.09.036 ↗
64. 10.1021/ja01478a00110.1021/ja01478a001 ↗
65. 10.1016/j.actbio.2018.03.00510.1016/j.actbio.2018.03.005 ↗
66. 10.1016/j.msea.2012.10.04410.1016/j.msea.2012.10.044 ↗
67. 10.1007/s00216-012-5836-710.1007/s00216-012-5836-7 ↗
68. 10.1016/j.jallcom.2021.16152910.1016/j.jallcom.2021.161529 ↗
69. 10.1016/j.msea.2022.14377510.1016/j.msea.2022.143775 ↗
70. 10.1016/j.bioactmat.2020.09.01910.1016/j.bioactmat.2020.09.019 ↗
71. 10.1016/j.corsci.2014.09.00710.1016/j.corsci.2014.09.007 ↗
72. 10.1002/maco.20211248510.1002/maco.202112485 ↗
73. 10.1016/j.corsci.2020.10907110.1016/j.corsci.2020.109071 ↗
74. 10.1016/j.jelechem.2003.07.01310.1016/j.jelechem.2003.07.013 ↗
75. 10.1016/j.bioactmat.2018.08.00310.1016/j.bioactmat.2018.08.003 ↗
76. 10.1016/j.actbio.2019.01.03510.1016/j.actbio.2019.01.035 ↗
77. 10.1016/j.pmatsci.2020.10072010.1016/j.pmatsci.2020.100720 ↗
78. 10.1016/j.actbio.2022.02.01510.1016/j.actbio.2022.02.015 ↗
79. 10.1016/j.jmrt.2021.08.02410.1016/j.jmrt.2021.08.024 ↗
80. 10.1016/j.bioactmat.2018.11.00110.1016/j.bioactmat.2018.11.001 ↗
81. 10.1016/j.surfcoat.2005.09.00710.1016/j.surfcoat.2005.09.007 ↗
82. 10.1016/j.ijrmhm.2018.01.00310.1016/j.ijrmhm.2018.01.003 ↗
83. 10.1016/j.ultsonch.2019.10485810.1016/j.ultsonch.2019.104858 ↗
84. 10.1016/j.actbio.2022.04.04810.1016/j.actbio.2022.04.048 ↗
85. 10.1073/pnas.68.1.22910.1073/pnas.68.1.229 ↗
86. 10.1016/j.msec.2016.06.08210.1016/j.msec.2016.06.082 ↗
87. 10.1016/j.actbio.2015.04.01110.1016/j.actbio.2015.04.011 ↗
88. 10.1016/S0928-4931(03)00033-X10.1016/S0928-4931(03)00033-X ↗
89. 10.1021/acsbiomaterials.8b0079510.1021/acsbiomaterials.8b00795 ↗
90. 10.1242/jcs.92.1.6710.1242/jcs.92.1.67 ↗
91. 10.1016/j.biomaterials.2007.03.01310.1016/j.biomaterials.2007.03.013 ↗
92. 10.1021/acsami.9b1273310.1021/acsami.9b12733 ↗
93. 10.1016/j.biomaterials.2011.01.02910.1016/j.biomaterials.2011.01.029 ↗
94. 10.1016/S0021-9290(99)00058-510.1016/S0021-9290(99)00058-5 ↗
95. Bjursten L. M. · J. Biomed. Mater. Res., Part A · 2010 · 92 · 121810.1002/jbm.a.32463 ↗
96. 10.1038/nmat201310.1038/nmat2013 ↗
97. 10.1038/s41413-018-0019-610.1038/s41413-018-0019-6 ↗
98. 10.1007/s13238-017-0385-710.1007/s13238-017-0385-7 ↗
99. 10.1002/advs.20180087310.1002/advs.201800873 ↗
100. 10.1039/D0RA01465F10.1039/D0RA01465F ↗