基于三周期极小曲面β-磷酸三钙仿生骨支架设计和生物活性的检测

背景：增材制造技术可以精确、个性化地定制具有复杂多孔结构的骨支架，达到恢复临界骨缺损区域松质骨结构和功能的效果。目的：通过材料学和细胞学表征，明确三周期极小曲面结构β-磷酸三钙生物陶瓷骨支架的机械性能及生物活性，揭示三周期极小曲面结构对成骨细胞的调控效果。方法：通过Matlab R2020a软件设计330,420,510μm 3种孔径的三周期极小曲面G曲面支架，Inspire 2018软件分析支架结构设计。以三周期极小曲面结构导出后的STL文件为蓝本，通过基于数字激光加工的增材制造技术制备3种β-磷酸三钙生物陶瓷支架，采用扫描电镜观测支架表面形貌，X射线衍射仪检测物相组成，万能材料试验机检测支架的力学强度。将MC3T3-E1细胞与3种支架共培养，检测细胞的增殖活性、黏附能力与碱性磷酸酶活性。结果与结论：(1)Inspire 2018软件显示，三周期极小曲面呈现出光滑、连续、均一的贯通式多孔结构；(2)扫描电镜下可见，基于数字激光加工的增材制造技术成功实现了三周期极小曲面结构的精确成型；(3)X射线衍射结果证实，支架由纯β-磷酸三钙晶相组成；(4)3组支架的压缩强度和弹性模量均处于或接近...