骨再生のためのTPMS-ジャイロイド構造を有するバイオミメティック階層的スキャフォールドの設計、特性評価およびin vitro評価

顎顔面領域の歯槽骨欠損は、人間の身体的および精神的な健康に大きな影響を及ぼします。積層造形によるメタマテリアル・スキャフォールドの登場は、これに対する新たな治療戦略を提供します。顎骨の複雑さと、バイオミメティックな階層的勾配スキャフォールド作製の困難さから、現在の研究の多くはヒトの長管骨に焦点を当てています。本研究では、まず顎骨を模倣したメタマテリアル・スキャフォールドを提案します。層状スキャフォールド（G300-600、G300-750、G300-900）は、三周期最小曲面（TPMS）のジャイロイド構造を採用しており、上層と下層でそれぞれ顎骨の皮質骨と海綿骨を模倣しています。また、対照群として大孔径の均一スキャフォールド（G750）を設計しました。これらはデジタル光処理（DLP）3Dプリンティング技術を用いて作製されました。その結果、スキャフォールドを1170℃で焼結し48時間保持することで、機械的特性と生物学的適合性が向上し、適合性が高まることが示されました。G300-600は、in vitroでの新生血管形成および新骨形成を改善するだけでなく、高い圧縮強度（9.86MPa）と優れた分解性を備えています。この勾配メタマテリアル・スキャフォールドは、顎骨に適合する構造、機械的特性、および生物学的活性を有しており、顎顔面領域の骨欠損に対する新たな戦略を提供します。