Diseño, caracterización y evaluación in vitro de andamios jerárquicos biomiméticos con estructura de gyroid TPMS para...

La salud física y mental humana se ve significativamente afectada por los defectos del hueso alveolar maxilofacial. La aparición de andamios de metamateriales mediante fabricación aditiva proporciona una nueva estrategia de tratamiento para ello. Debido a la complejidad del hueso mandibular y a la dificultad de preparar andamios biónicos de gradiente jerárquico, la mayor parte de la investigación actual se centra en los huesos largos humanos. Este estudio propone, en primer lugar, un andamio de metamaterial que simula el hueso mandibular. Los andamios estratificados (G300-600, G300-750, G300-900) adoptan la estructura Gyroid de las superficies mínimas triplemente periódicas (TPMS), en las que las capas superior e inferior simulan, respectivamente, el hueso cortical y el hueso esponjoso del hueso mandibular. Asimismo, se diseñó un andamio uniforme de apertura amplia (G750) como control. Estos se prepararon mediante la tecnología de impresión 3D de procesamiento digital de luz (DLP). Los resultados muestran que la sinterización del andamio a 1170 ℃ con un tiempo de permanencia de 48 horas puede mejorar las propiedades mecánicas y la biocompatibilidad del andamio, logrando que sea compatible. El G300-600 no solo mejora la neovascularización y la formación de hueso nuevo in vitro, sino que también presenta un alto nivel de resistencia a la compresión (9,86 MPa) y una degradabilidad sobresaliente. Este andamio de metamaterial de gradiente posee una estructura, propiedades mecánicas y actividad biológica conformes al hueso mandibular, proporcionando una nueva estrategia para los defectos óseos en la región maxilofacial.