不同单胞结构设计骨支架研究进展

目的探究不同单胞结构对骨支架力学性能和生物学性能的影响。有助于优化骨支架性能,提高骨支架的生物相容性和力学性能,指导其设计和制备,以促进骨组织的再生和修复。方法以“bone scaffold”“regular cell structure”“irregular cell porous structure”“topology optimization”“triply periodic minimal surface”等检索词在Pubmed、Web of Science、Elsevier Science Direct等数据库检索2017~2023年的文献;以“骨支架”“规则单胞”“不规则单胞”“拓扑优化”“三周期极小曲面”为检索词检索中国知网、万方及维普2017至2023年的文献,最终纳入37篇文献进行参考并综述。结果规则单胞结构骨支架制作简单且易于控制,但其边缘常呈尖锐形状,导致无法与人体原生骨紧密结合。不规则单胞结构其内部结构的均匀性仍然存在挑战。近年来,基于拓扑优化方法构建的骨支架应用于流体应用场景的拓扑优化则变得极其困难。在这方面,TPMS成为创建具有可控内部微观结构多孔材料的最佳选择。结论研究骨支架的多孔结构需要综合考虑多种因素,因为不同位置对骨支架的力学性能有不同要求。其目标是实现在骨支架和宿主骨之间建立最佳生物固定界面方案,同时减轻二者之间的应力屏蔽。