骨科支架:通过骨组织工程的开放细胞神经组织结构评估结构强度和流体流通的透性

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 整形外科工程 整形外科工程
• 再生医学是一种再生医学.

背景情况:

• 骨再生依赖于机械生物学反应,其中机械线索刺激血液流动和骨髓流动性.
• 用于骨组织工程的金属支架必须促进这些过程,使透性和壁切应力成为关键参数.
• 了解支架内的流体动力学对于成功的骨整合和细胞生物活性至关重要.

研究的目的:

• 制造和评估使用Neovius架构的三次周期性最小表面支架,用于骨再生.
• 用非牛顿流体流和机械测试来评估这些支架的透性和结构完整性.
• 为了确定这些3D打印支架的适用性,作为骨科应用的替代方案.

主要方法:

• 选择性激光炼被用来制造Neovius建筑支架.
• 使用非牛顿血型模型进行计算流体动力学 (CFD) 分析,估计流体流量和墙壁剪切应力.
• 静态压缩试验评估了结构强度,而体外细胞培养 (Alamar蓝色试验) 评估了细胞活力.

主要成果:

• 脚手架的透度从0.0025 × 10^-9到0.0152 × 10^-9 m2不等,相当于人类的骨头.
• 弹性模量和压力强度分别为3.273.71 GPa和194205 MPa,也与人骨相匹配.
• 3D打印的脚手架显示出适用于骨科应用的特性.

结论:

• 通过选择性激光融制造的Neovius建筑支架显示了骨再生的有希望的结果.
• 测量的透性和机械性能与原生骨组织的性能一致.
• 这些支架代表了骨科应用的可行替代方案,可能增强骨愈合和整合.