具有机械适用性和骨感应性3D打印的复合脚手架,含有具有不同形态的氧亚帕纳米颗粒,用于骨组织工程
Michał Wojasiński1, Rafał Podgórski1, Piotr Kowalczyk1
1Laboratory of Nanohydroxyapatite (LabOFn), Faculty of Chemical and Process Engineering, Department of Biotechnology and Bioprocess Engineering, Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland.
概括
用酸对氧酸纳米颗粒 (nHAp) 的表面修饰改善了用于3D打印的聚合物复合材料. 这提高了硬组织工程应用的机械强度和生物相容性.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 材料工程 材料工程 材料工程
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 整合水友的酸纳米颗粒 (nHAp) 与疏水性聚合物对热处理具有挑战性,如3D打印.
- 这种不兼容性影响了nHAp填充的聚合物复合材料在化丝制造 (FFF) 等应用中的性能.
研究的目的:
- 开发nHAp的表面修饰方法,以改善其与3D打印的聚合物集成.
- 评估修改的nHAp形态对硬组织支架的聚烯酸乙烯 (PCL) 复合材料的机械和生物性能的影响.
主要方法:
- 使用石酸单层对nHAp的一步表面修饰.
- 使用化丝制造 (FFF) 来制造具有不同的nHAp形态 (球形,板状,杆状) 的聚烯酸 (PCL) /nHAp复合材料.
- 评估复合材料的机械性能 (压力强度,模量),以及体外细胞毒性和骨质活化.
主要成果:
- 酸修饰的nHAp与杆和板形态显著增加了PCL复合材料的压力强度.
- 有球形nHAp的复合材料显示机械性能降低,但仍在硬组织支架的范围内.
- 所有测试的PCL/nHAp复合物都是非细胞毒性且支持细胞增殖的;球形nHAp复合物诱导了介质干细胞的骨质激活.
结论:
- 石灰酸表面修饰使得生产出坚固且生物相容的聚合物/nHAp复合材料成为可能.
- 这些改性复合材料适用于硬组织工程和通过FFF3D打印制造的个性化植入物.
