硬化3D打印生物仿真酸支架:基于聚烯酸的自我硬化油墨
Laura Del-Mazo-Barbara1, Linh Johansson2, Francesco Tampieri3
1Biomaterials, Biomechanics and Tissue Engineering Group, Department of Materials Science and Engineering and Research Centre for Biomedical Engineering, Universitat Politècnica de Catalunya. BarcelonaTech (UPC), Av. Eduard Maristany, 16, Barcelona 08019, Spain; Barcelona Research Centre in Multiscale Science and Engineering, UPC, Barcelona, Spain; Institut de Recerca Sant Joan de Déu, Barcelona, Spain.
Acta biomaterialia
|February 15, 2024
概括
这项研究开发了一种新的3D打印油墨,用于骨移植,使用聚烯酸代替水凝. 新的油墨创造了更强,更坚固的陶支架,在打印时具有灵活性,改善了骨移植应用.
科学领域:
- 生物材料工程 生物材料工程
- 再生医学是一种再生医学.
- 3D打印技术的使用
背景情况:
- 酸的3D打印使得个性化骨移植成为可能.
- 传统的基于水凝的油墨会产生易碎的陶支架.
- 脆性限制了合成骨移植在高承载能力应用中的使用.
研究的目的:
- 开发一种自我硬化的3D打印油墨,其改善了骨移植的机械性能和处理特性.
- 为了克服与传统陶骨移植材料相关的脆性问题.
- 创建一个基于聚烯酸的墨水,以促进体内硬化,以改善骨缺陷的修复.
主要方法:
- 开发了一种新型的3D打印墨水,使用聚烯酸溶液中的反应性陶颗粒.
- 研究了油墨的可打印性和没有水的基于水解的硬化过程.
- 分析了硬化脚手架的微观结构演变和机械性能 (柔性强度,性).
主要成果:
- 聚卡普罗拉克墨水保持了打印能力,并允许基于水解的硬化.
- 微结构分析揭示了一个连续的酸纳米晶网络,与聚烯酸交织在一起.
- 与水凝基全陶脚手架相比,脚手架表现出增强的屈曲强度 (2倍) 和性 (5倍),其中超过92%的酸.
- 正如打印的脚手架是柔性和可处理的,在生理条件下硬化.
结论:
- 在3D打印油墨中用聚卡普罗拉克替换水凝粘合剂,可以显著提高陶骨移植的强度和性.
- 开发的油墨提供了改进的脚手架处理和体内硬化能力,适用于高承载能力的应用.
- 这种方法提升了个性化合成骨移植的潜力,用于复杂的骨缺陷修复.
