压电推广3D打印的BTO/β-TCP复合式脚手架,具有卓越的骨质效能性能

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
• 再生医学是一种再生医学.

背景情况:

• 压电材料可以增强骨再生.
• 开发先进的骨架对于治疗骨缺陷至关重要.

研究的目的:

• 制造和研究3D打印的酸/β-三酸 (BTO/β-TCP) 压电复合结构脚手架的骨质效应.
• 评估BTO含量对脚手架性能和骨质生成潜力的影响.

主要方法:

• 使用数字光处理 (DLP) 3D打印技术制造BTO/β-TCP复合材料支架.
• 脚手架组合,机械强度和压电性能的表征 (d33).
• 在超声波刺激下使用MC3T3-E1细胞进行细胞活性的体外评估 (活/死试验),性酸酶 (ALP) 活性和基因表达 (PCR).

主要成果:

• 脚手架呈现出三重周期性最小表面 (TPMS) 设计,其孔径为60%.
• 增加BTO含量从50到80体积%降低了压力强度 (2.47到1.74MPa),但显著增加了压电常数d33 (1.4到21.6 pC/N).
• 证明了出色的生物相容性,增强骨质生成活性 (ALP,PCR) 和细胞对超声波刺激的反应.

结论:

• 3D打印的BTO/β-TCP压电复合材料支架显示了骨再生的重大前景.
• 这些支架的压电特性可以通过调整BTO含量来调整,从而提高骨质性能的性能.
• 这项研究提出了一种新的策略,用于开发使用压电生物材料的先进骨植入物.