3D打印形状记忆三相聚合物-陶生物活性支架的设计和开发,用于骨组织工程
Mohammad Aftab Alam Ansari1,2,3, Pooja Makwana4, Bindiya Dhimmar4
1Biomaterials and Biomanufacturing Laboratory (Formerly Biomedical Engineering and Technology Lab), Mechanical engineering discipline, PDPM Indian Institute of Information Technology, Design & Manufacturing Jabalpur, Jabalpur, India. himansu@iiitdmj.ac.in.
Journal of materials chemistry. B
|June 24, 2024
概括
在这项研究中,使用聚乳酸 (PLA) /聚烯酸 (PCL) 基质中的瓦拉斯托尼特颗粒 (WP) 开发出强大,具有形状记忆的3D打印骨架. 由于增强的机械强度和生物相容性,这些支架对承载性骨缺陷的修复有希望.
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.
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 骨组织工程支架需要显著的机械强度,以有效修复骨缺陷.
- 现有的脚手架往往缺乏必要的机械能力和骨传导性质,以适用于承载应用.
研究的目的:
- 设计和开发机械坚固的,形状记忆的三相骨架,使用融合丝制造 (FFF) 3D打印.
- 为了研究纳入瓦拉斯托尼特颗粒 (WP) 和聚烯酸 (PCL) 对骨再生的脚手架特性的影响.
主要方法:
- 复合脚手架使用3D打印制造,使用聚乳酸 (PLA) /聚烯酸 (PCL) 基质,增强了不同度的瓦拉斯托尼特颗粒 (WP).
- 描述包括形态,热,机械,体外*降解,生物相容性和形状记忆行为评估.
- 使用MC3T3-E1骨质前细胞评估了骨质性潜力.
主要成果:
- 复合材料支架呈现出相互连接的孔隙 (550μm),>50%的孔隙性,并且显著改善了压力强度 (∼50 MPa,>90%的增加) 和屈曲强度 (用40 wt% WP增加140%).
- 加入WP增强了水友性 (水接触角度为49.61°在40重%WP) 并加速了体外降解,而PCL降低了热稳定性.
- 支架表现出优异的形状恢复 (∼84%的比例),与可活细胞增殖具有良好的生物相容性,并在MC3T3-E1细胞中诱导早期矿化.
结论:
- 用3D打印的拉斯托尼特增强的PLA/PCL复合材料支架具有卓越的机械性能和形状记忆效果,适合骨组织工程.
- 这些生物活性支架具有良好的生物相容性和骨质生成潜力,使它们成为承载性骨缺陷修复的有希望的候选者.
- 开发的三相支架为在骨科应用中推进再生医学提供了可行的解决方案.
