通过3D打印作为骨替代品获得的PCL生物活性玻璃复合材料的早期生物反应
Alessandro Mosca Balma1, Riccardo Pedraza1,2,3, Ilaria Roato1
1Bone and Dental Bioengineering Laboratory, CIR Dental School, Department of Surgical Sciences, University of Turin, 10126 Turin, Italy.
Polymers
|August 28, 2025
概括
生物活性玻璃的聚烯酸 (PCL) 复合物作为骨替代品具有前景. 用铜添加的生物活性玻璃增强了机械性能和细胞相互作用,
科学领域:
- 生物材料科学
- 复原医学
- 材料工程
背景情况:
- 人们对具有骨质和血管新生功能的先进骨替代品的需求正在增加.
- 由于其固有的生物活性,生物活性眼镜是有前途的候选者.
- 聚乙烯 (PCL) 是一种广泛用于生物医学应用的可生物降解聚合物.
研究的目的:
- 开发和描述基于PCL的复合材料,其中包括原始 (SBA3) 和合铜 (SBA3_Cu) 的生物活性玻璃.
- 评估已开发的复合材料的机械性能,表面特性和离子释放.
- 在这些材料上评估脂肪衍生性介质干细胞 (ASC) 和人类微血管内皮细胞 (HMEC-1) 的生物相容性和细胞反应.
主要方法:
- 聚乙烯 (PCL) 复合材料是使用10%SBA3或SBA3_Cu生物活性玻璃的溶剂造制成的.
- 使用SEM和EDX分析了3D打印样本的结构和元素组成.
- 进行了机械测试 (拉伸强度,硬度),表面分析 (粗度,自由能量,接触角度) 和离子释放研究 (ICP-OES).
- 使用ASC和HMEC-1进行了体外生物相容性评估,评估了细胞粘附,扩散,增殖和形态.
主要成果:
- 具有生物活性玻璃的PCL复合材料表现出更好的拉伸强度和硬度,特别是合铜的变种.
- SBA3和SBA3_Cu都增强了人类微血管内皮细胞的粘附和增殖 (HMEC-1).
- 与纯PCL和SBA3_Cu复合材料相比,ASC在含SBA3的复合材料上呈现出显著更高的增殖率.
- 细胞形态分析显示了两种细胞类型对复合表面的不同适应模式.
结论:
- 含有生物活性玻璃的PCL复合材料,特别是合铜的版本,表现出增强的机械性能并支持内皮细胞生长.
- 生物活性玻璃的特定类型会影响不同细胞类型的增殖,其中SBA3有利于ASC.
- 这些PCL生物活性玻璃复合材料显示出作为智能骨替代品的潜力,但需要进一步研究以阐明细胞材料相互作用.
