增强PLA支架的生物制造由FDM用于骨组织工程

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:

• 可生物降解的支架对于骨组织工程至关重要,但往往缺乏足够的机械强度和生物活性.
• 聚乳酸 (PLA) 是用于化沉积建模 (FDM) 支架的可加工和生物相容材料,但需要加强要求的骨再生应用.

研究的目的:

• 制造和评估用增强的PLA复合纤维,以提高骨架性能.
• 通过FDM生产的增强PLA支架建立过程结构功能关系.
• 评估增强PLA支架的机械性能和骨质生成潜力.

主要方法:

• 使用挤出和FDM制造-PLA复合纤维 (5-30 wt% Zn) 的制造.
• 使用显微镜,X射线衍射和热分析对微观结构,密度和结晶性的表征.
• 使用人类骨质母细胞,评估机械性能 (拉力,压力) 和体外生物性能 (可活性,粘附性,骨质分化).

主要成果:

• 具有≤10重量% Zn的复合材料表现出均的颗粒分散,并保持可打印性.
• 与纯PLA相比,增强的PLA支架显示出更好的抗拉强度,更高的裂变应变,以及显著增强的压力强度和模量.
• 所有测试的支架都是非细胞毒性,支持骨质细胞粘附,并促进显著更高的沉积,表明增强的骨质分化.

结论:

• 低水平的强化 (≤10%重量%) 有效地提高了基于PLA的骨架的机械完整性和生物性能.
• 增强的PLA是一种有前途的,可扩展的,并可挤压的材料,用于制造特定患者的骨再生植入物.
• 这项研究证明了一种可行的策略,用于改善骨质整合和稳定性,用于骨组织工程的可生物降解支架.