基于3D打印的双相磷酸钙胶原改性支架

摘要：

背景:制作出类似天然骨成分和机械强度、表面活性良好且具有多孔结构的三维胶原/双相磷酸钙支架是骨组织工程研究的一个难点.目的:制备兼具高孔隙率、高机械强度和高表面生物活性的三维多孔骨组织支架.方法:以质量比为60:40的羟基磷灰石与β-磷酸三钙为浆料,利用3D打印技术制备双相磷酸钙支架,高温烧结后,分别以0.5,1.0,1.5 g/L的Ⅰ型胶原溶液对支架进行涂覆处理,制备胶原/双相磷酸钙支架,通过表观形貌、孔隙率、吸水率、机械性能测试筛选最佳Ⅰ型胶原溶液涂覆质量浓度,进行细胞实验.将大鼠骨髓间充质干细胞分别接种于双相磷酸钙支架与胶原/双相磷酸钙支架上,培养1,7 d,Calcein-AM染色观察细胞活性;培养1,3,7 d,Alamar Blue法检测细胞增殖.结果与结论:①当Ⅰ型胶原溶液涂覆质量浓度为0.5 g/L时,胶原/双相磷酸钙支架具有良好的孔隙率与吸水率,抗压强度为(4.99±0.15)MPa,压缩模量为(95.24±0.57)MPa,符合天然松质骨的机械强度要求,细胞实验选择此涂覆质量浓度;②两种支架都支持骨髓间充质干细胞的生长,培养至7 d时,细胞在胶原/双相磷酸钙支架表面已基本长满,大多呈梭形或星形,细胞伸展良好,排列紧密,在支架上黏附形成网状结构,但双相磷酸钙支架上还有部分区域无细胞黏附;③两组支架中培养1,3 d的细胞增殖比较差异无显著性意义(P>0.05),胶原/双相磷酸钙支架上培养7 d的细胞增殖快于双相磷酸钙支架(P<0.05);④结果表明在保证孔隙率、高机械强度的情况下,Ⅰ型胶原溶液涂覆可提高双相磷酸钙支架的生物活性.

关键词：3D打印、双相磷酸钙、胶原、涂覆、细胞活性、生物材料、骨组织、胶原/双相磷酸钙支架、细胞增殖

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分类号：R459.9;R318.08;R-331(治疗学)

资助基金：国家自然科学基金61675059;项目负责人:王玲;国家重点研发计划2017YFC1103400;项目负责人:徐铭恩

在线出版日期：2019-07-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：4780-4786