高性能多孔β-磷酸三钙骨组织工程支架的3D打印

背景:虽然采用溶液浇铸/离子洗出法、原位成型法、静电纺丝法、相分离/冻干法、气体成孔法等制备骨组织工程支架可以获得比较满意的效果,但在精确性、孔隙均匀性、空间结构复杂性、支架个性化等方面略显不足。目的:利用3D打印制备β-磷酸三钙骨组织工程支架。方法:利用3D打印制备载药β-磷酸三钙支架,观察其结构,测量其孔隙率和力学强度。将载药β-磷酸三钙支架置入模拟体液中15周,观察其质量变化。将载药β-磷酸三钙支架与大鼠骨髓间充质干细胞共培养7 d,观察细胞黏附与形态变化。分别采用载药β-磷酸三钙支架浸提液与含体积分数15%胎牛血清的低糖DMEM培养基培养大鼠骨髓间充质干细胞,培养24,48,72 h检测细胞A值,并确定细胞毒性分级;同时成骨诱导培养1周,检测两组细胞碱性磷酸酶活性。结果与结论:实验制备的支架微观孔隙呈不规则形,孔隙率高,孔隙分布均匀,孔隙连通率高,抗压强度大。载药β-磷酸三钙支架在15周内基本降解完全,与松质骨缺损修复时间相当。大鼠骨髓间充质干细胞黏附于载药β-磷酸三钙支架表面,并深入支架内部,生长良好,增殖活跃,细胞碱性磷酸酶活性有提高,说明载药β-磷酸三钙支架具有良好的细胞相容性。