骨组织工程支架材料在骨缺损修复及3D打印技术中的应用

背景:骨组织工程在骨缺损修复方面起着非常重要的作用,可呈递生物活性物质,促进骨组织生长,进而修复骨缺损,其中,支架是骨组织工程的三要素之一,3D打印技术可以实现骨组织修复的个体化治疗,从而个性化定制人工骨。目的:分析几种常用的骨组织工程支架材料的生物学特性,探讨3D打印技术在骨组织工程支架构建中的应用。方法:通过检索2005至2016年Pub Med和万方数据库有关骨组织工程支架材料和3D打印技术应用的相关文献。以"组织工程支架,骨缺损,高分子材料,陶瓷材料,金属材料,复合材料,3D打印"为中文检索词,"Tissue Engineering Scaffold,bone defects,polymer materials,Bioceramics,Metal Materials,Composite Materials,3D printing"为中文检索词,检索摘要内同时包含上述检索词的文献,排除重复性研究,最终纳入65篇文献进一步分析。结果与结论:(1)目前常用的骨组织工程支架材料包括聚合物材料(如天然聚合物材料和高分子聚合物材料)、生物陶瓷和金属材料等,根据材料的特性将不同材料复合可以弥补单一材料的缺点,并制备新型的组织工程支架材料;(2)用于组织工程骨制作的3D打印技术包括熔融沉积技术、选择性激光烧结技术、低温沉积制造技术等;(3)3D打印应用于骨组织工程支架构建时,所用的粉末或黏合剂需具备一定的条件,如流动性、稳定性与可湿性等;用于打印的粉末材料可分为人工合成多聚体、天然高分子聚合物、生物陶瓷及它们的混合物;不同粉末材料的粉末各自优缺点不同,且最终成型效果也不尽相同;(4)3D打印技术制作的骨组织工程支架在力学、结构、个性化方面有其独特的优势,在骨支架制造方面有广泛的应用前景。