《Bioactive Materials》：DLP 3D打印孔徑分級支架增強(qiáng)骨再生

來源：EngineeringForLife

人類長骨具有孔徑梯度，外部高度致密的皮質(zhì)骨孔徑較小，內(nèi)部疏松的松質(zhì)骨孔徑較大。然而，由于傳統(tǒng)制造方法的限制，目前大多數(shù)骨組織工程（BTE）支架仍以均質(zhì)的多孔結(jié)構(gòu)為主，很難模擬天然骨骼組織的分級結(jié)構(gòu)。孔徑分級（PSG）支架能夠通過仿生多孔結(jié)構(gòu)增強(qiáng)骨組織再生，在在治療骨缺損方面具有很大的應(yīng)用前景。

鑒于此, 香港大學(xué)王敏教授、南方科技大學(xué)白家鳴教授/劉超教授團(tuán)隊(duì)通過數(shù)字光處理（DLP） 3D打印技術(shù)制備了雙相磷酸鈣（BCP）的骨組織工程支架。相關(guān)成果以“Enhancing bone regeneration through 3D printed biphasic calcium phosphate scaffolds featuring graded pore sizes”為題發(fā)表在《Bioactive Materials》上。

本文要點(diǎn)：
（1）采用三重周期最小表面（TPMS）的陀螺單元制備了均勻孔徑支架和PSG支架。BTE支架的外圍孔隙較小（400 μm），中心孔隙較大（400、600、800和1000 μm）。這些分別為400-400、400-600、400-800和400-1000支架，所有支架都保持70 vol%的孔隙率。

（2）使用雙相磷酸鈣（BCP）通過DLP 3D打印技術(shù)制備了高保真度的PSG BCP支架，與均勻孔徑的BCP支架相比，PSG BCP支架具有更好的生物相容性和質(zhì)量傳輸性能。

（3）孔徑分級為400-800的PSG支架可以在體外促進(jìn)成骨，改善體內(nèi)新生血管和新骨形成，同時保持了高水平的壓縮性能和滲透性。

總之，該研究采用DLP 3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)并制備了均勻孔徑以及外圍小孔、中心大孔的PSG BCP支架，表明幾何結(jié)構(gòu)對其抗壓性能的影響較大。同時揭示了骨組織工程支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化對于實(shí)現(xiàn)骨再生的平衡力學(xué)、質(zhì)量運(yùn)輸和生物性能的重要性。   

文章來源：https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2024.11.024