材料挤出添加剂制造聚乳酸/Ti6Al4V@酸核心外纳米复合材料支架用于骨组织应用
Masoud Zarei1, Mahdi Hasanzadeh Azar2, Sayed Shahab Sayedain2
1Department of Materials Science and Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran; Regenerative Medicine Group (REMED), Universal Scientific Education and Research Network (USERN), Tehran, Iran.
International journal of biological macromolecules
|November 19, 2023
概括
这项研究开发了3D打印的poly (乳酸) 脚手架,使用Ti6Al4V/酸纳米复合物用于骨组织工程. 增强的支架改善了机械性能,并促进了人体脂肪衍生的介质干细胞的附着,增殖和分化,以修复骨缺陷.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 组织工程是组织工程.
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 修复关键大小的骨缺陷仍然是一个挑战,因为需要具有特定机械和生物特性的支架.
- 传统的脚手架制造方法有局限性,但3D打印提供了定制和个性化.
研究的目的:
- 使用化沉积建模 (FDM) 制造多孔的多乳酸 (PLA) -Ti64@CaP纳米复合材料支架.
- 评估用于骨组织工程应用开发的支架的机械性能,热特性和体外生物相容性.
主要方法:
- 通过基于溶液的工艺制备Ti64@CaP核心外纳米复合材料.
- 使用FDM3D打印制造多孔PLA-Ti64@CaP纳米复合材料支架的制造.
- 使用SEM,XRD,DSC和机械测试进行表征.
- 在体外评价人类脂肪衍生介质干细胞 (hADSCs) 的生物相容性和骨质分化.
主要成果:
- SEM证实了纳米结构酸盐在Ti64颗粒上的均分布,XRD确定了一个八酸 (OCP) 阶段.
- 加入6重%的Ti64@CaP增强了PLA的压力模块 (1.4至2.0GPa) 和最终压力强度 (29.5至53.5MPa).
- 纳米复合材料显示玻璃过渡温度 (57.0至62.4°C) 得到改善,但结晶和化温度略有降低.
- 实验室研究表明,增强了hADSC的附着,增殖,沉积,ALP活性和与骨相关基因的表达,表明生物相容性和骨质生成潜力得到了改善.
结论:
- 3D打印的PLA-Ti64@CaP纳米复合材料支架具有卓越的机械性能和卓越的体外生物相容性.
- 这些支架有效地支持hADSC的附着,增殖和骨质分化,显示了骨组织工程的前景.
- 开发的纳米复合材料支架代表了解决关键大小骨缺陷的有希望的候选人.
