基于3D打印的Ⅰ型胶原涂覆β-TCP骨组织工程支架研究

根据骨缺损形态构建个性化的组织工程支架在骨组织工程应用中有巨大需求。基于3D打印技术制备个性化的I型胶原涂覆的β-磷酸三钙(β-TCP)骨支架。通过比较0/90°、0/60°、0/45°的填充角度,0.10、0.25、0.50 mg/m L涂覆胶原的浓度对β-TCP支架孔径、孔隙率、力学性能的影响,选定最优填充角度为0/90°及最佳涂覆胶原的浓度为0.50 mg/m L的β-TCP/胶原支架。所得支架能准确地再现设计的三维模型,具有多级孔结构,大孔平均直径为315μm,微孔直径为3~5μm,孔隙率为84%。β-TCP/胶原支架的抗压能力为(12.29±0.88)MPa,压缩弹性模量为(116.74±27.75)MPa,与成人松质骨相似。体外大鼠骨髓间充质干细胞(m BMSCs)支架培养实验结果显示,涂覆胶原的支架具有更好的生物相容性,能有效促进m BMSCs的粘附增殖,β-TCP/胶原支架上细胞具有更高的碱性磷酸酶(ALP)活性和Collagen-I、BSP相关成骨基因的表达。研究结果显示,3D打印制备的I型胶原涂覆的β-TCP支架具有匹配的外形,良好可控的孔隙率,对m BMSCs有良好成骨活性,为骨组织支架在临床上应用提供新的技术。     

组织工程脊髓支架材料:聚乳酸-羟基乙酸最佳孔径的筛选

背景:细胞支架是细胞生长的载体,其孔径是影响组织工程脊髓疗效的重要因素之一。目的:通过将神经干细胞与不同孔径的聚乳酸-羟基乙酸(poly lactic-co-glycolic acid,PLGA)支架体外复合培养,筛选确立组织工程脊髓支架材料的最佳孔径。方法:取传第1代的神经干细胞悬液50μL(细胞数1010L-1),分别种植在孔径200～300μm、400～500μm的PLGA支架上复合培养7d,得到两种组织工程脊髓。30只大鼠均建立脊髓损伤模型,造模后分为3组,分别在脊髓缺损处立即填塞上述两种组织工程脊髓,空白对照组在缺损处不进行材料移植。倒置相差显微镜及电镜下观察神经干细胞在PLGA支架中的生长增殖与分布,MTT检测两种组织工程脊髓所含神经干细胞的相对数量,采用BBB运动功能评分比较不同孔径的组织工程脊髓的移植疗效。结果与结论:镜下神经干细胞在各孔径材料上均紧密贴附并增殖分化,组织相容性良好。共培养7d后,孔径200～300μmPLGA支架组、孔径400～500μmPLGA支架组的吸光度值基本相似(P0.05),说明PLGA支架的孔径大小对培养的神经干细胞增殖数量无明显影响。移植第4周与空白对照组比较,孔径200～300μmPLGA支架组、孔径400～500μmPLGA支架组大鼠的神经功能均有不同程度恢复,BBB运动功能评分均明显升高(P0.05),且孔径200～300μm的PLGA支架其移植效果更好。     

三维打印双相磁性纳米复合支架材料的性能测定

目的研究制备出一种新型双相磁性纳米复合支架材料(PLGA/Col-I-PLGA/n-HA/Fe_2O_3),通过各项生物学性能检测,评价并探讨其作为骨组织工程支架的可行性。方法通过低温快速成型方法制备双相磁性纳米复合支架材料(PLGA/Col-I-PLGA/n-HA/Fe_2O_3),采用电子试验机检测支架材料的抗弯,抗压,弹性模量评价其力学性能,通过电镜观察支架材料超微结构;以介质(乙醇)浸泡法测定支架材料的孔隙率,将支架材料与骨髓间充质干细胞复合共培养,检测其生物相容性。结果双相磁性纳米复合支架材料力学检测结果显示其具有良好的力学性能,电镜观察结果显示上下两层孔径均匀分布,上层软骨相孔径较小,中间连续相良好融合,孔径及孔隙率检测结果显示软骨层支架的孔径为189um,孔隙率86.5%。骨层支架的孔径为364um,孔隙率77.1%,符合双层支架材料的设计要求。双相磁性纳米复合支架材料与骨髓间充质干细胞共培养,结果显示骨髓间充质干细胞的增殖效果很好,能更好的促进分化为目的细胞,说明双相磁性纳米复合支架材料具有良好的生物相容性。结论双相磁性纳米复合支架材料(PLGA/Col-I-PLGA/n-HA/Fe_2O_3)有很好的力学性能和生物相容性,孔径及孔隙率达到细胞粘附生长的要求,与正常的关节软骨及软骨下骨生理结构更加接近,有望可以更好的修复骨关节炎或者外伤等疾病带来的软骨和软骨下骨损伤。     

3D打印β-TCP多孔复合支架的力学和生物学特性

目的研究3D打印β磷酸三钙[β-Ca_3(PO_4)_2,β-TCP]多孔复合支架的力学和生物学特性,为进一步动物实验中复合支架的设计提供指导。方法用新型可降解材料聚柠檬酸-1,8-辛二醇酯[poly(1,8-octanediol citrate),POC]为粘合剂,采用熔融成型(fused deposition modeling,FDM)技术实现β-TCP支架的3D打印,并用多肽甘氨酸-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-丝氨酸(Gly-Arg-Gly-Asp-Ser,GRGDS)对复合支架修饰,以改善复合支架的细胞黏附性。使用光学显微镜和扫描电镜观察复合支架的微观孔隙结构,使用材料试验机对复合支架进行压缩测试,并测量支架的水表面接触角;通过体外细胞实验检测支架的细胞黏附率和促细胞增殖能力;利用支架修复SD大鼠颅骨缺损模型,进一步研究其体内成骨能力。结果多肽在复合支架上均匀分布且不失活;复合多肽后支架的微观孔隙结构发生改变,细胞黏附率提高,但支架压缩模量、水表面接触角和体内成骨能力等特性未受明显影响。结论多肽修饰后的β-TCP多孔复合支架细胞黏附能力明显改善,而力学、亲水性和体内成骨能力等未受明显影响。研究结果为临床骨缺损修复支架的构建提供新思路,也为该支架技术的进一步临床应用提供实验室依据。     

3D打印β-TCP/HA/PLA骨移植支架材料的研究

目的 制备个性化的3D打印骨移植支架修复材料,以满足骨缺损患者的需求.方法 运用计算机软件CAD设计出三维木堆结构的模型图,通过三维气浮运动平台,使用3D打印方法模拟出三维木堆结构的复合β-磷酸三钙(β-TCP)、羟基磷灰石(HA)和聚乳酸(PLA)材料的支架.再对支架材料进行抽真空热处理,X射线能谱仪检测其氯仿残留量,扫描电镜观察支架材料的表面形貌,最后用噻唑蓝(MTT)法检测支架材料对人SV40转染成骨细胞hFOB1.19的毒性.结果 当打印浆料的挤出气压在137.9～413.7kPa内,可打印出β-TCP/HA/PLA三维骨移植支架材料.成型后的三维骨移植支架材料经90℃保温抽真空处理及150℃热处理后能消除其中的氯仿;材料表面粗糙,拥有表面细孔和内部连通的微孔;其同hFOB1.19细胞共培养7d,细胞毒性等级为0级.结论 本研究制备的3D打印β-TCP/HA/PLA骨移植支架材料表面粗糙而具有通孔,利于成骨细胞的培养,且骨诱导作用明显,体现出3D打印在制备骨移植多孔材料上拥有很大的优势和发展前景.     

不同比例的β-TCP/PLLA复合材料的体外生物相容性研究

为了挑选最适比例的β-TCP/PLLA多孔支架材料,我们选用生物相容性好、降解性能优异的β-磷酸三钙(β-TCP)与聚乳酸(PLLA)复合,制备成不同比例的β-TCP/PLLA(β-TCP/PLLA=11,1 2,21)多孔支架材料,将其与体外培养的大鼠骨髓间充质干细胞复合,通过扫描电镜、荧光显微镜以及MTT等方法初步比较了三种不同比例的β-TCP/PLLA多孔支架材料的生物相容性,结果表明三种材料均具有一定的生物相容性,细胞生长良好.但以β-TCP/PLLA=21的材料最好,对细胞生长影响最小.     

β-磷酸三钙陶瓷多孔结构厚度对释药过程影响的体外研究

目的探讨β-磷酸三钙(β-TCP)陶瓷多孔结构厚度对释药过程的影响。方法制备贮药腔直径3 mm和8mm多孔β-TCP载体,通过扫描电镜、力学强度检测等表征载体结构,采用填充法构建药物缓释系统,以磷酸盐缓冲液(PBS)和小牛血清(CS)为洗脱介质,分析体外利福平释放特性。结果在体外PBS中缓释40周后,β-TCP载体多孔结构平均孔径为(614.6±214.4)μm,较缓释前增大40.10%±48.87%(P0.05);平均孔内连接径为(128.3±38.5)μm,较缓释前增大84.33%±55.32(P0.05)。贮药腔直径3mm和8mm多孔β-TCP浸泡40周后,纵向压缩强度分别为(0.62±0.07)MPa、(0.41±0.05)MPa(P0.05),较缓释前同比下降75.81%±8.06%、73.17%±9.76%(P0.05)。贮药腔直径3mm和8 mm多孔β-TCP在体外PBS中40周累积释药量分别为(234.87±31.75)mg、(289.02±38.18)mg(P0.05),累积释药率分别为78.29%±10.58%、96.34%±12.73%(P0.05)。利福平在CS中累计释放量高于PBS。结论β-TCP多孔结构厚度能够控制药物释放,多孔β-TCP载体负载利福平后在体外能够缓释长达40周以上,有望用于脊柱结核术后椎体缺损的治疗。     

3D打印技术制备β-磷酸三钙仿生骨支架在兔股骨髁部骨缺损修复中的应用

目的 探讨采用3D打印技术制备的β-磷酸三钙(β-TCP)仿生骨支架的形态结构特点及其相关生物性能,并观察其修复新西兰兔股骨髁部骨缺损的效果。方法 选取5～6月龄新西兰大白兔20只,随机分为支架组和空白组,每组10只;两组大白兔按造模术后采集标本的时间不同又分为两个亚组,每组5只。两组大白兔均于左侧股骨用环钻钻取直径约5 mm、长约10 mm的圆柱形松质骨块,建立股骨髁骨缺损模型。空白组截取的10个松质骨标本,使用微计算机断层扫描技术进行扫描,获得骨缺损标本的结构影像学数据,通过3D生物打印系统设计出相应的仿生骨支架模型,再以β-TCP作为打印材料,打印出20枚仿生骨支架。取10枚β-TCP支架测量高度、直径,电子显微镜下观察β-TCP支架孔道形态结构特点,测量大孔的直径和孔隙率,使用电子力学测试机测定β-TCP支架的弹性模量与抗压强度。空白组10只大白兔造模后不植入任何材料。支架组10只大白兔在造模后,将制备的10枚β-TCP支架植入骨缺损处。分别于术后第6、12周使用耳缘静脉推注空气方法处死空白组和支架组的各亚组大白兔,于骨缺损部位或植骨部位上下离断、截取长约10 mm骨段,制备切片,HE染色,观察骨组织生长情况;采用Lane-Sandhu组织学评分标准对骨组织修复情况进行评价。结果 使用3D生物打印技术制备的20枚圆柱体β-TCP支架,与松质骨标本结构形态相似。支架高度(9.97±0.08)mm、直径(5.09±0.07)mm,松质骨标本高度(9.96±0.39)mm、直径(5.01±0.22)mm,支架与松质骨标本比较差异均无统计学意义(P值均＞0.05)。扫描电镜观察到支架表面及内部呈均匀多孔状,孔径相互连通,大小相仿,孔隙分布较均匀,在大孔侧壁布满了微孔,外形多为近似圆形;其中大孔直径为(223.02±18.20)μm,孔隙率为74.02%±1.38%。松质骨标本大孔直径(227.02±31.20)μm,孔隙率为76.02%±3.29%,支架与松质骨标本比较差异均无统计学意义(P值均＞0.05)。使用电子力学测试机测定支架的抗压强度为(2.93±0.65)MPa,弹性模量为95～190 MPa。骨组织切片HE染色:术后第6周,支架组植骨处可见较成熟的骨组织,骨小梁和骨髓组织增多,新生骨正在逐渐覆盖植骨材料,周围可见少量成骨细胞,出现少量新生骨并向材料内长入;空白组的骨缺损处周围有少量类骨组织形成,大量成纤维细胞和脂肪组织生长,未见明显成骨细胞及骨小梁结构。术后12周,支架组植骨处出现成熟的骨小梁和骨髓组织,有编织骨形成,新生骨量较多,部分材料已被吸收降解,材料存留较少;空白组的骨缺损处见少量骨组织从缺损边缘向内长入,大部分被成纤维细胞和脂肪组织填充。Lane-Sandhu组织学评分,术后6周、12周支架组分别为(5.2±0.3)、(8.1±1.2)分,空白组分别为(1.3±0.5)、(4.5±0.6)分,支架组评分均大于空白组,差异有统计学意义(t=7.341、12.672, P值均＜0.05)。结论 3D生物打印技术制备的β-TCP仿生骨支架,与松质骨标本的骨组织解剖结构形态相似,且具有良好的生物力学性能,可以提供个体化的仿生骨支架,修复新西兰兔股骨髁部骨缺损的效果良好。     

基于3D打印羟基磷灰石支架的填充结构与力学性能研究

3D打印骨组织工程支架是近来的研究热点,而制备同时具有高孔隙率和足够力学性能的骨组织工程支架是研究的难点之一。在孔隙率相同条件下,探究不同填充角度结构对3D打印支架力学性能影响。首先用SolidWorks软件设计孔隙率相同的3种不同填充角度(45°、60°、90°)支架结构,以交点处结构作为支架的最小支撑单元,并用ABAQUS软件对其进行力学性能仿真,对仿真所得单元结构压缩模量进行累加,探究填充角度对支架力学性能的影响;进而通过3D打印制备3种填充结构的羟基磷灰石支架,测试支架的孔隙率和力学性能,对仿真结果进行验证。结果表明,仿真所得3种填充结构的压缩模量比为E_s(90°)∶E_s(60°)∶E_s(45°)=12.3∶10.9∶10.0。打印得到3种不同填充角度(90°,60°,45°)的羟基磷灰石支架孔隙率无显著性差异,其压缩模量比为E_s(90°)∶E_s(60°)∶E_s(45°)=15.4∶13.1∶10.0,与仿真结果趋势一致,90°填充的支架具有最高的抗压强度((7.36±0.63) MPa)和压缩模量((33.55 ± 2.49) MPa),与力学性能最低的45°填充支架相比,抗压强提高74.8%,压缩模量提高55.18%。在孔隙率相同的条件下,单个孔型面积越小,其压缩模量和抗压强度越高。该研究为制备最优填充结构的3D打印生物支架提供分析方法和理论依据。     

碳纤维-聚乳酸-聚乙二醇复合支架的制备及性能检测

背景：长期实验发现聚乳酸-聚乙二醇支架的力学性能及细胞相容性能较差,因此多数研究向支架中加入其他材料,以提高其生物活性及力学性能。 目的：制备改性碳纤维-聚乳酸-聚乙二醇支架,并检测其性能。 方法：采用溶液潘注/粒子沥滤法制备改性碳纤维-聚乳酸-聚乙二醇复合支架。对比改性碳纤维-聚乳酸-聚乙二醇复合支架与聚乳酸-聚乙二醇支架的超微结构、孔隙率、吸水性、降解率及力学性能。将改性碳纤维-聚乳酸-聚乙二醇复合支架与聚乳酸-聚乙二醇支架分别与SD大鼠成骨细胞共培养,12 h后采用沉淀法检测细胞黏附率;培养1,3,5,7,9 d后,采用 MTT 法检测细胞增殖。 结果与结论：聚乳酸-聚乙二醇支架材料表面孔结构分布均匀,孔径为(404.0±10.5) µm;改性碳纤维-聚乳酸-聚乙二醇支架碳纤维表面见大量纵向沟槽,表面孔结构分布均匀,孔径为(433.0±3.0) µm,两组支架孔径比较差异有显著性意义(P < 0.05)。改性碳纤维-聚乳酸-聚乙二醇支架的孔隙率、吸水性、弹性模量和抗压强度、降解率、细胞黏附率与增殖率均高于聚乳酸-聚乙二醇支架(P < 0.05)。表明改性碳纤维的加入改善了聚乳酸-聚乙二醇复合支架的力学性能及细胞相容性。中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

聚L—乳酸（PLLA）／β—磷酸三钙（β—TCP）多孔复合材料的制备及其性能研究

骨组织工程学为治疗骨缺损提供了一种新的选择,研制合适的细胞外支架材料一直是骨组织工程研究的一个热点课题,本文采用浇铸－模压成型－沥滤法研制了不同孔隙率,孔径的PLLA／β-TCP多孔复合材料,研究了致孔剂的用量,材料的组成以及β-TCP的粒径对材料压缩强度和模量的影响,结果表明,材料的压缩强度和模量随致孔和量的增加而降低,低孔隙率（小于70％）时,可以通过改变材料的成分比较和β－TCPR 粒径来改善材料的力学性能,而高孔隙率时,材料的力学性能较差,且基本不受成分比较和β－TCP的粒径影响。     

PCL/ZrO_2骨组织工程支架3D打印制备方法及其性能研究

目的为制备出满足骨缺损修复需要的具有一定力学强度和生物活性的骨组织工程支架,本文选取聚己内酯(polycaprolactone, PCL)和纳米氧化锆(ZrO_2)粉末制备出三维多孔复合材料支架。方法采用高温熔融挤出3D打印方式制备PCL/ZrO_2复合材料支架,为获取支架的几何形态、力学性能和生物学性能,利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)和万能试验机(material testsystem,MTS)分别分析了支架的形貌和压缩性能,并通过体外细胞培养的方式测试复合材料支架的生物相容性。结果制备完成的复合材料支架具有良好的三维孔隙结构,孔径≥400μm,孔隙率≥40%。对比纯PCL支架,PCL/ZrO_2复合材料支架的力学性能显著提高,杨氏模量提高0.4倍左右,抗压强度提高0.5倍左右。在体外实验中,细胞培养7 d后PCL/ZrO_2复合材料支架上的细胞增殖对比纯PCL支架有显著提高。结论基于该结果,本文制备出的PCL/ZrO_2生物活性骨组织支架在骨组织工程方面有一定的应用前景。     

微孔高分子PLGA涂层疏水性及血小板粘附行为的研究

利用水蒸气辅助自组装方法在心血管支架用316L不锈钢表面上制备出了规则排列的微孔丙交酯乙交酯共聚物(PLGA)薄膜.实验研究表明,大气湿度和聚合物溶液浓度对孔径大小和分布有较大影响.接触角检测结果表明,微孔结构改变了PLGA涂层的亲疏水性质,呈现出疏水特性,而致密涂层及不锈钢基体表面则为亲水性.血小板粘附实验显示血小板在孔径小于3～5μm微孔涂层的表面几乎不粘附;在孔径大于5μm微孔涂层表面有微量粘附;而在致密涂层和不锈钢表面则发生粘附、聚集,甚至产生伪足.这一研究结果证明:通过水蒸气辅助自组装法制备的PLGA微孔涂层具有较强的抗血小板粘附的能力,有助于提高金属血管支架表面的血液相容性.     

3D生物描绘孔结构可控钙磷硅基骨修复支架的生物力学性能

目的设计和制备新型钙磷硅基骨修复支架,研究其在不同外力作用下体外生物力学性能。方法以自固化磷酸钙骨水泥(calcium phosphate cement,CPC)、介孔硅酸钙(mesporous calcium silicate,MCS)为原料,通过3D生物描绘技术构建孔径分别为350、500μm的MCS/CPC复合支架。采用扫描电镜观察支架表面形貌;分别通过万能力学试验机和动态力学分析仪,考察具有不同孔道结构MCS/CPC支架的抗压力学性能和不同频率动态周期性载荷作用下的力学性能。结果通过3D生物描绘技术能够实现对钙磷硅基骨修复支架内部孔道结构的可控制备。孔径为350μm的MCS/CPC支架具有较高的抗压力学强度[(9.80±0.39)MPa]和抗压模量[(132.50±4.30)MPa];此外,载荷频率在1~100 Hz范围内,孔径为350μm的支架具有较高的储能模量。结论通过3D生物描绘技术制备的孔径为350μm的MCS/CPC复合支架不仅具有规则的连通孔道,还具有较高的抗压力学性能,能在动态载荷作用下保持结构稳定,适合作为一种新型的骨缺损修复材料。     

人牙髓细胞复合不同孔径羟基磷灰石/磷酸三钙支架材料的生物学行为

背景:有文献表明,通过组织工程的方法将人牙髓细胞复合羟基磷灰石/磷酸三钙多孔支架材料修复牙缺损具有可行性。然而究竟多大孔径的支架材料最有利于人牙髓细胞的生长及分化,至今尚无定论。目的:观察人牙髓细胞复合不同孔径羟基磷灰石/磷酸三钙支架材料后黏附、增殖和分化等生物学行为。方法:人牙髓细胞接种至3种不同孔径的羟基磷灰石/磷酸三钙材料上,采用荧光显微镜以及扫描电镜检测细胞在材料表面的黏附生长情况,然后通过细胞的黏附率实验与MTT比色法观察人牙髓细胞在材料表面的黏附与增殖特性。不同孔径的羟基磷灰石/磷酸三钙支架复合人牙髓细胞后分别用生长培养基和矿化诱导液培养,于接种后第4,7,10天检测碱性磷酸酶活性。结果与结论:人牙髓细胞在3种不同孔径支架材料表面和孔隙内均能顺利黏附并增殖。其中100～300μm组支架材料黏附率最高,MTT结果显示接种3d后300～500μm组能较好地促进细胞增殖。培养10d后,复合在100～300μm和300～500μm材料上的人牙髓细胞,其碱性磷酸酶活性显著高于500～700μm组。提示与500～700μm孔径相比,孔径为100～300μm和300～500μm的羟基磷灰石/磷酸三钙材料能更好地促进人牙髓细胞黏附、增殖和分化。     

HA/β-TCP支架材料的研究进展

随着骨修复材料需求的增多,HA/β-TCP复合支架作为一种兼具良好的生物相容性、生物降解性、骨传导性以及骨诱导性的生物材料受到了人们的广泛关注。本文关注于web of science上的相关文献,主要论述以下几个方面内容:HA/β-TCP组成比例对复合支架的性能影响;HA/β-TCP复合支架与其他主流材料的复合;新制作工艺的出现与结构改进。在技术推进和研究深入的背景下,对作为骨修复工程中较为理想的生物材料HA/β-TCP复合支架的发展现状进行介绍。     

3D打印PLA﹑PDS及PLGA材料的力学性能及软组织再生潜能

3D打印技术在组织工程支架的个性化制备方面体现出明显优势,不仅可精细成型复杂结构,而且可以极大地节约原材料。该文选择3种可降解生物医用高分子材料,聚乳酸(PLA)、聚对二氧环己酮(PDS)及聚乙交酯-丙交酯(PLGA),利用3D打印技术制备了标准测试样品,对其分别进行了单轴拉伸性能、压缩性能、三点弯曲性能测试。通过与文献中模压样品测试数据的比较发现,3D打印技术制备的样品孔隙率及力学性能可控,综合性能优异。而且,可控的力学性能对体内不同软组织的再生具有重要意义。     

纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合骨组织工程支架材料的生物相容性

背景:通过将两种及两种以上材料共混制备复合支架材料可以弥补各自的不足,利用各种材料的互补特性来满足组织工程对支架的要求。目的:制备纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合三维支架材料,并研究其细胞相容性。方法:将纳米羟基磷灰石、胶原蛋白与丝素蛋白分别按质量比为1∶1∶5、1∶2∶5、1∶3∶5的比例混合,制备纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合材料,测试其孔隙率、孔径大小、吸水膨胀率及压缩力学性能。将表征结果良好的质量比为1∶2∶5的纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合材料与MC3T3-E1细胞体外复合培养,MTT法检测复合培养2,4,6,8,12 d后的细胞活性。结果与结论:羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白按质量1∶2∶5的比例混合更符合要求:孔径98-260μm,孔隙率为(96.72±2.78)%,吸水膨胀率为(549.37±35.29)%,生物力学试验机测定其力学性能稳定、压缩应变及弹性模量等指标适宜骨组织工程研究应用。MC3T3-E1细胞在纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合三维支架上生长增殖良好,表明纳米羟基磷灰石/胶原/丝素复合三维支架具有良好的细胞相容性。     

不同比例羟基磷灰石/β-磷酸三钙涂层支架修复骨缺损

背景：羟基磷灰石/β-磷酸三钙双相磷酸钙陶瓷具有良好的生物相容性与骨传导能力,可以作为涂层材料联合用于超临界骨缺损修复,但羟基磷灰石/β-磷酸三钙涂层的最佳质量比目前尚无明确报道。目的：在兔桡骨超临界骨缺损部位植入不同比例羟基磷灰石/β-磷酸三钙涂层多孔生物陶瓷支架,评估其修复作用,以期获得最佳的涂层比例。方法：采用3D打印技术制备羟基磷灰石多孔生物陶瓷支架,并在其表面使用不同比例的羟基磷灰石与β-磷酸三钙(二者质量比分别为3∶7,5∶5,7∶3)进行涂层处理,然后对支架的细胞毒性、孔隙率、力学强度、涂层厚度等参数进行测试。在36只新西兰大白兔右前肢建立15.0 mm兔桡骨超临界骨缺损模型,随机分4组处理,每组9只：空白组不植入任何材料,3∶7涂层组、5∶5涂层组、7∶3涂层组分别植入对应质量比例涂层的羟基磷灰石多孔生物陶瓷支架,术后4,8,12周,分别进行X射线片及Micro-CT检查、Van-Gieson染色、苏木精-伊红染色及Ⅰ型胶原蛋白免疫组织化学分析。结果与结论：(1)3∶7、5∶5、7∶3涂层支架的细胞毒性均为0级,涂层厚度为(75.2±0.54)μm,孔隙率分别为(54....     

PLGA-Fibrin杂合支架构建及与脂肪源性干细胞复合成软骨的研究

目的:探讨在特定的软骨细胞诱导培养液中,由纤维蛋白(fibrin)修饰的聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物(PLGA)杂合支架材料对脂肪源性干细胞成软骨的影响。方法:PLGA支架材料采用快速成形技术制备;PLGA-Fibrin杂和支架材料采用低温冷冻的方法制备。分离兔脂肪源性干细胞,分别种植在未修饰的PLGA支架材料和Fbirin修饰的PLGA上,并在特定软骨诱导液中培养至14d,分别应用SEM观察杂合支架材料的性能;生化方法检测硫酸软骨素的含量;支架材料的亲水性和细胞黏附能力也被检测。通过体内实验对两种支架材料与干细胞复合修复软骨缺损的性能进行形态学染色和评分。结果:体外研究表明,与未修饰的PLGA支架材料相比,Fibrin修饰的PLGA亲水性明显被提高,同时也提高了干细胞在杂合支架材料上的黏附性能和硫酸软骨素的含量。软骨损伤修复研究表明,脂肪源性干细胞与Fibirn修饰的PLGA支架材料复合后,具有良好的修复软骨缺损的功能,其性能明显优于单纯的PLGA材料复合干细胞。结论:Fibirn修饰的PLGA支架材料可提高脂肪源性干细胞向软骨细胞分化的能力,促进缺损软骨的再生。