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低温快速成型亲水改性复合人工骨支架的性能测定
背景：低温快速成型技术具有支架成型可控性、保持材料生物学活性和易于实现支架材料的三维多孔立体结构等优势，被迅速用于骨组织工程支架的制备。
目的：采用低温快速成型制备聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石复合支架，并检测其性能。
方法：采用低温快速成型设备分别制备聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石与聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石复合支架，通过电镜观察支架超微结构，以介质(乙醇)浸泡法测定支架孔隙率，采用电子试验机检测支架力学性能；将两种支架材料分别与大鼠成骨细胞共培养，培养12 h采用沉淀法检测细胞黏附率，培养1，3，5，7，9，12 d采用CCK-8法检测细胞增殖。
结果与结论：两组支架孔径均在理想范围内并具有较高孔隙率，但聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架的孔径波动范围大，孔径均值较聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架小且部分有闭塞现象。聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架的细胞黏附率及表面细胞增殖活性高于聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架(P<0.05)，力学性能低于聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架(P<0.05)。表明聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石复合支架具有良好的细胞相容性。 -
三维打印双相磁性纳米复合支架材料的性能测定
目的 研究制备出一种新型双相磁性纳米复合支架材料(PLGA/Col-I-PLGA/n-HA/Fe2O3),通过各项生物学性能检测,评价并探讨其作为骨组织工程支架的可行性.方法 通过低温快速成型方法制备双相磁性纳米复合支架材料(PLGA/Col-I-PLGA/n-HA/Fe2O3),采用电子试验机检测支架材料的抗弯,抗压,弹性模量评价其力学性能,通过电镜观察支架材料超微结构;以介质(乙醇)浸泡法测定支架材料的孔隙率,将支架材料与骨髓间充质干细胞复合共培养,检测其生物相容性.结果 双相磁性纳米复合支架材料力学检测结果显示其具有良好的力学性能,电镜观察结果显示上下两层孔径均匀分布,上层软骨相孔径较小,中间连续相良好融合,孔径及孔隙率检测结果显示软骨层支架的孔径为189um,孔隙率86.5％.骨层支架的孔径为364um,孔隙率77.1％,符合双层支架材料的设计要求.双相磁性纳米复合支架材料与骨髓间充质干细胞共培养,结果显示骨髓间充质干细胞的增殖效果很好,能更好的促进分化为目的细胞,说明双相磁性纳米复合支架材料具有良好的生物相容性.结论双相磁性纳米复合支架材料(PLGA/Col-l-PLGA/n-HA/Fe2O3)有很好的力学性能和生物相容性,孔径及孔隙率达到细胞粘附生长的要求,与正常的关节软骨及软骨下骨生理结构更加接近,有望可以更好的修复骨关节炎或者外伤等疾病带来的软骨和软骨下骨损伤.
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低温快速成型3D打印磁性纳米复合人工骨的性能测定
目的 利用低温快速成型技术的可控性、三维多孔立体结构的优点,制备骨组织修复材料磁性纳米多孔复合人工骨支架材料(n-HA/PLLA/Fe2O3),并检测其力学和降解性能.方法 低温快速成型仪分别制备不同成分比例的n-HA/PLLA/Fe2O3,再通过乙醇浸泡法测定支架孔隙率,采用电子试验机通过检测抗弯,抗压,弹性模量评价支架力学性能,通过电镜观察支架超微结构,浸泡磷酸盐缓冲液(PBS)进行降解试验,观察降解液的pH值变化,材料力学性能的变化.结果 n-HA和Fe2O3的比例增加,复合支架材料的拉伸强度减弱,弯曲强度在n-HA和Fe2O3的质量分数为10%时达到峰值(111.9 MPa),弹性模量随着n-HA和Fe2O3质量分数的增加而增大.在n-HA和Fe2O3含量为5%时出现大量的韧窝,孔隙率为83%;在n-HA和Fe2O3含量为10%断裂表面凹凸不平,孔隙率达到90%以上;在n-HA和Fe2O3含量为15%以上时断口又变得越来越平整,孔隙率在80%左右.随着降解时间的延长,支架材料的力学性能也一定程度的衰减.结论 复合人工骨支架材料的制备比例中,通过不同组分的筛选和测定,设定佳的组分配比来制备出性能优良的支架材料.当n-HA和Fe2O3成分为10%时,该磁性纳米多孔复合人工骨支架材料具有更好的生物力学性能以及可降解性能.
