西北工業(yè)大學(xué)汪焰恩等 | 生物聚合物基骨軟骨仿生支架的設(shè)計(jì)與制造研究現(xiàn)狀

來(lái)源：EngineeringForLife  

近期，Yanen Wang，Ying Guo以及Qinghua Wei等人，在Bio-Design and Manufacturing上發(fā)表了題為：Current researches on design and manufacture of biopolymer-based osteochondral biomimetic scaffolds的文章。

本綜述論文聚焦聚合物基骨軟骨支架仿生設(shè)計(jì)及制造策略。骨軟骨組織工程在修復(fù)軟骨損傷及早期骨關(guān)節(jié)炎的治療中具有重要意義。然而，要確保其多層結(jié)構(gòu)的完整性、生理功能和再生能力仍然面臨著挑戰(zhàn)。本文系統(tǒng)地回顧了不同生物高分子聚合物基骨軟骨支架仿生設(shè)計(jì)和生物增材制造研究現(xiàn)狀（包括確保骨軟骨支架異質(zhì)區(qū)域結(jié)構(gòu)、梯度界面穩(wěn)定性等仿生設(shè)計(jì)方案）；討論了基于Y型微流控、生長(zhǎng)因子分層負(fù)載、多生物材料共混等生物增材制造技術(shù)，及其所制備的骨軟骨支架制造策略特點(diǎn)和局限性；介紹了多工藝制造骨軟骨組織工程領(lǐng)域的發(fā)展及優(yōu)勢(shì)，并給出所制備的骨軟骨支架性能評(píng)估方法和目標(biāo)。文章也展望了新型生物材料的制備技術(shù)及多功能生物增材制造仿生骨軟骨的研究趨勢(shì)。

圖1 骨軟骨支架仿生設(shè)計(jì)方案：(a) 材料區(qū)域性設(shè)計(jì)；(b) 界面材料優(yōu)化；(c) 材料梯度設(shè)計(jì)；(d) 結(jié)構(gòu)區(qū)域性設(shè)計(jì)；(e) 界面結(jié)構(gòu)優(yōu)化；(f) 結(jié)構(gòu)梯度設(shè)計(jì)

圖2 增材制造技術(shù)構(gòu)建水凝膠基骨軟骨支架：(a) 熱輔助擠壓3D打印技術(shù)構(gòu)建高強(qiáng)度骨軟骨支架；(b) 微流控打印技術(shù)構(gòu)建連續(xù)梯度界面骨軟骨支架；(c) 嵌入式3D打印技術(shù)構(gòu)建高保真度骨軟骨支架

圖3 多工藝構(gòu)建結(jié)構(gòu)-水凝膠增強(qiáng)型骨軟骨支架：(a) FDM復(fù)合浸潤(rùn)技術(shù)構(gòu)建骨軟骨支架；(b) 三步法構(gòu)建骨軟骨支架

文章來(lái)源：
https://doi.org/10.1007/s42242-020-00119-y