3D打印用于骨再生的具有分層多孔結構的羥基磷灰石/磷酸三鈣支架

來源： EngineeringForLife

三維（3D）打印支架近年來受到了相當大的關注，因為它們?yōu)楣羌毎�組織的再生提供了合適的環(huán)境，并且可以個性化定制形狀。在諸多挑戰(zhàn)中，材料成分和幾何結構對支架的性能有重大影響。羥基磷灰石和磷酸三鈣（HA / TCP）作為天然骨骼和牙齒的主要成分，具有良好的生物學特性，被廣泛用于骨支架的制造中。人們已經研究了許多制造方法來試圖獲得具有微孔結構的HA / TCP支架，從而促使細胞生長和營養(yǎng)運輸。然而，目前的3D打印方法只能實現(xiàn)具有一定范圍內的微孔結構的HA / TCP支架的制造。

近期，南加利福尼亞大學Yong Chen等人在Bio-Design and Manufacturing發(fā)表了題為3D printing of hydroxyapatite/tricalcium phosphate scaffold with hierarchical porous structure for bone regeneration的文章，開發(fā)了基于漿料的微型掩模圖像投影立體光刻技術，使我們能夠獲得具有復雜幾何形狀（包括仿生特征和分層多孔性）的基于HA / TCP的光固化懸液。在這里，我們研究了HA / TCP懸液的固化性能和物理特性，并開發(fā)了用于制造高粘度HA / TCP懸液的圓周運動工藝�；�于這些研究，我們對支架的組成成分進行了優(yōu)化。我們認為具有仿生分層結構的30 wt% HA / TCP支架表現(xiàn)出優(yōu)異的機械性能和多孔性。我們在體外研究了細胞增殖，并在具有顱神經嵴細胞和骨髓間充質干細胞的長骨的裸鼠體內模型中進行了手術。結果表明，具有仿生分層結構的3D打印的HA / TCP支架是生物相容的，且具有足夠用于手術的機械強度。

圖一 具有仿生分層多孔結構的3D打印的HA / TCP支架的示意圖

圖二 使用基于漿料的微型掩模圖像投影立體光刻技術制造HA / TCP支架

圖三 在不同條件下燒結的3D打印的HA / TCP桿的孔隙率和機械性能

圖四 具有分層多孔結構的HA / TCP支架

圖五 在不同條件下打印的HA / TCP支架的生物相容性以及植入打印支架的活體裸鼠

論文鏈接：
http://www.jzus.zju.edu.cn/opent ... /s42242-019-00056-5

關于BDM
Bio-Design and Manufacturing（BDM），浙江大學2018年新創(chuàng)的專業(yè)英文季刊，目前已被SCI-E等檢索，2020年第一個影響因子預計3分以上。初審3-4天，平均錄用時間約40天。

收稿方向：機械工程（3D打印及生物處理工程等）、生物墨水與配方、組織與器官工程、醫(yī)學與診斷裝置、生物產品設計

期刊主頁：
http://www.springer.com/journal/42242
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