廣東兩教授聯(lián)手解析3D打印鈦合金多孔骨架的作用

來源：3D打印商情

據(jù)了解，材料科學(xué)類著名期刊《Materials Science and Engineering》10月份發(fā)表了一篇題為《Influence of the pore size and porosity of selective laser melted Ti6Al4V ELI porous scaffold on cell proliferation, osteogenesis and bone ingrowth》的文章，該文由南方醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院蔡道章教授和廣東省新材料研究所劉敏教授團(tuán)隊(duì)共同完成，文章研究和分析了激光3D打印鈦合金多孔骨架在細(xì)胞增殖、成骨細(xì)胞分化及對新骨形成的影響。研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過系統(tǒng)性研究不同孔徑和孔隙率骨架結(jié)構(gòu)的理化性能，得出了最適于多孔植入體的空間幾何參數(shù)，為解決3D打印鈦合金多孔植入體在治療骨缺損應(yīng)用中所面臨的設(shè)計(jì)理念及術(shù)后恢復(fù)效果提供了可以借鑒的參考方案。

3D打印鈦合金多孔骨架的制備、細(xì)胞實(shí)驗(yàn)及動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)示意圖

文章指出，體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，3D打印多孔結(jié)構(gòu)的孔徑和孔隙率對細(xì)胞的增殖和分化有顯著影響。基于這項(xiàng)工作中所使用的3D打印多孔鈦合金支架可以發(fā)現(xiàn)，較低的孔徑和孔隙率有助于大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（rBMMSC），其在實(shí)驗(yàn)中展現(xiàn)出更好的細(xì)胞粘附，增殖和成骨分化能力。其中，孔徑為500?μm，孔隙率為60?％的多孔支架顯示出最佳效果。此外，大鼠體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，孔徑為500?μm，孔隙率為60?％的支架還具有最高的BV / TV值，因此在所有多孔支架中其骨骼生長效果最佳。根據(jù)這項(xiàng)工作的結(jié)論認(rèn)為，將空間正八面體作為基本單元的3D打印多孔骨架結(jié)構(gòu)（孔徑約為500?μm，孔隙率約為60％），可制造并用于非骨水泥固定的3D打印多孔承重植入物（例如髖臼杯、膝關(guān)節(jié)墊塊、骨缺損墊塊及髖關(guān)節(jié)假體等）。

3D打印多孔植入物重建及新骨長入

人工關(guān)節(jié)置換是目前治療關(guān)節(jié)疾病的有效方法，但由于目前的技術(shù)限制，手術(shù)效果并不理想，需要進(jìn)行關(guān)節(jié)翻修手術(shù)的患者逐年增多。隨著3D打印技術(shù)在骨科的應(yīng)用越來越深入、廣泛，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)初次置換的關(guān)節(jié)假體打印已經(jīng)基本成熟并得到了相關(guān)認(rèn)證。經(jīng)過多年的基礎(chǔ)研究，南方醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院和廣東省新材料研究所團(tuán)隊(duì)已開發(fā)出多種骨科植入物。目前，團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行骨科植入物大動(dòng)物實(shí)型驗(yàn)證及臨床實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備階段，為我國高端醫(yī)療設(shè)備國產(chǎn)化和創(chuàng)新方面做出貢獻(xiàn)，以造福更多患者。