3D打印羊椎骨粉/聚乙烯醇支架、纳米级羟基磷灰石/聚乙烯醇支架、羊椎骨粉/聚乙烯醇无孔骨板的性能比较

背景:随着3D打印技术的推广,3D打印组织工程骨支架成为颌骨缺损修复的新方向。目的:对比3D打印羊椎骨粉/聚乙烯醇支架、纳米级羟基磷灰石/聚乙烯醇支架、羊椎骨粉/聚乙烯醇无孔骨板的理化与生物性能。方法:利用3D打印技术,分别打印出羊椎骨粉/聚乙烯醇支架、纳米级羟基磷灰石/聚乙烯醇支架、羊椎骨粉/聚乙烯醇无孔骨板,进行孔隙率、扫描电镜、吸水率及压缩力学性能测定;将3种支架分别与骨髓间充质干细胞共培养1,4,7 d,采用CCK-8法检测细胞增殖。结果与结论:(1)扫描电镜观察:纳米级羟基磷灰石/聚乙烯醇支架、羊椎骨粉/聚乙烯醇支架孔隙规则,网状结构清晰,孔隙间存在广泛交通,连续性好;羊椎骨粉/聚乙烯醇无孔骨板没有明显孔隙,但表面有大小不一微孔,材料致密,分布均匀;(2)孔隙率:纳米级羟基磷灰石/聚乙烯醇支架孔隙率低于羊椎骨粉/聚乙烯醇支架(P<0.05);(3)吸水率:在不同时间点,纳米级羟基磷灰石/聚乙烯醇支架>羊椎骨粉/聚乙烯醇支架>羊椎骨粉/聚乙烯醇无孔骨板(P<0.05);(4)压缩力学性能:羊椎骨粉/聚乙烯醇支架的韧性高于纳米级羟基磷灰石/聚乙烯醇支架,低于羊椎骨粉/聚乙烯醇无孔骨板;(5)细胞毒性:羊椎骨粉/聚乙烯醇支架的细胞增殖活性高于其余两组支架(P<0.05);(6)结果表明:3D打印羊椎骨粉/聚乙烯醇支架具有良好的物理及化学性能。

不同浓度聚乙烯醇与羊椎骨粉结合的复合骨支架性能分析

人工骨支架材料的研究一直是组织工程的主要内容,将经过高温煅烧及研磨过的羊椎骨粉和无毒,易降解的聚乙烯醇(PVA)作为成型材料,应用三维打印技术,选择综合质量较好的十字网格填充路径,通过自行开发的三维打印成型设备打印出不同材料浓度下的人工骨支架,并将其低温冷冻干燥。对其孔径、孔密度,力学性能及生物相容性等重要参数进行测定,分析与对比,挑选出最佳的材料浓度,并将最佳浓度下打印的支架用于骨髓干细胞复合培养和兔子体内植入实验,验证该支架材料代替骨的可行性,为生物骨组织工程材料的研究提供一定的依据。