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上海申思特自動化設備有限公司
主營產品： 美國E E傳感器,美國E E減壓閥,意大利ATOS阿托斯油缸,丹麥GRAS麥克風,丹麥GRAS人工頭, ASCO電磁閥,IFM易福門傳感器 |
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更新時間：2023-06-29 12:37:16瀏覽次數(shù)：1149
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意大利UNIVER支架三維打印技術構建
目前，臨床上用于修復骨缺損的方法主要有：自體骨移植、異體骨移植、人工骨移植等。但是目前這些常用的方法，都有其明顯的缺點[2]。組織工程技術的出現(xiàn)為骨組織損傷的修復帶來了希望。
意大利UNIVER支架三維打印技術構建
組織工程實質上是醫(yī)學與仿生學思想的結合，其主要是通過在體外模擬體內的微環(huán)境來控制缺損區(qū)組織器官的形成。組織工程三要素為UNIVER支架、種子細胞和生長信息，而UNIVER支架作為種子細胞粘附及攜帶生長信息的基本框架，使得對UNIVER支架材料的改進和研發(fā)成為研究的重點。在骨組織工程中，理想的UNIVER支架材料應具備以下性能：1、良好的生物相容性；2、生物力學性能優(yōu)良，且易加工成形；3、降解速率應與新生骨的形成速度相匹配；4、良好的骨誘導性和骨傳導性；5、價格適中，來源充足[4]。雙相磷酸鈣陶瓷（BCP）是一種由羥基磷灰石（HA）和β—磷酸三鈣（β—TCP）構成的生物活性材料，因其化學組成與骨組織的無機成分相似，且具有優(yōu)良的生物學相容性、骨誘導性、骨傳導性及降解速率可調控等特點，故在骨組織工程UNIVER支架、藥物緩釋載體、種植體表面涂層等研究中得到廣泛應用[5]。傳統(tǒng)的UNIVER支架制備方法有相分離法、粒子瀝濾法、氣體發(fā)泡法[6-7]等。然而，傳統(tǒng)的制備方法不能準確的控制UNIVER支架孔隙的大小、形態(tài)、整體的孔隙率和孔隙之間良好的連通。而三維打印技術是通過逐層沉積直到整個結構打印完成來精確地控制孔隙結構[8]。通過查閱文獻發(fā)現(xiàn)，近年來國內應用三維打印技術構建骨組織工程UNIVER支架的研究較少，為此我們利用該技術制備BCPUNIVER支架，并研究其表觀形貌及生物學相容性，探討其在骨組織工程中的應用潛力。方法1.利用三維打印技術構建BCPUNIVER支架（HA/β—TCP質量比為3/7），并利用模具制備BCP壓片材料。2.利用原子力顯微鏡、掃描電子顯微鏡觀察BCPUNIVER支架表征。3.用重量法來測定BCPUNIVER支架的孔隙率。4.用萬能試驗機測試UNIVER支架的機械性能。5.用CCK-8法測定BCPUNIVER支架浸提液的毒性，實驗分為三組，分別為實驗組（BCPUNIVER支架浸提液）、陽性對照組（0.1%苯酚溶液）及陰性對照組（單純培養(yǎng)基），體外培養(yǎng)1d、3d、5d后分別檢測三組的細胞增殖情況，通過計算相對增殖率得到其對應的細胞毒性等級。6.用CCK-8法來檢測細胞增殖。實驗分為實驗組（BCPUNIVER支架）、陽性對照組（BCP壓片）及陰性對照組（無材料），體外培養(yǎng)1d、3d、5d、7d后分別檢測三組的細胞增殖情況。7.利用掃描電子顯微鏡觀察細胞在BCPUNIVER支架及壓片上的粘附情況。8.各實驗數(shù)據(jù)均用均值±標準差表示，采用SPSS 19.0軟件進行分析，各組之間的比較采用單因素方差分析，P0.05認為差異有統(tǒng)計學意義（P0.05用*表示）。
結果：1.三維打印技術制備的BCPUNIVER支架均為直徑10mm,高3mm的圓柱形UNIVER支架。壓片形狀與UNIVER支架相同。2.原子力顯微鏡觀察顯示，UNIVER支架表面凹凸不平，表面粗糙度為208nm（輪廓算術平均偏差）。掃描電子顯微鏡鏡下觀察，UNIVER支架孔隙為規(guī)則正方形，孔徑在350-450μm之間，UNIVER支架表面粗糙不平，并且有較多不規(guī)則的微孔，孔徑可達到微米級甚至納米級。3.BCPUNIVER支架的理論密度為1.48g/cm3,孔隙率約為52%。4.BCPUNIVER支架的抗壓強度約為2.77±0.87 MPa,楊氏模量為72.23±9.54 MPa。5.體外培養(yǎng)1d后，CCK-8結果顯示BCPUNIVER支架浸提液毒性等級為1級，培養(yǎng)3d、5d后，結果顯示UNIVER支架浸提液毒性等級均為0級。6.細胞增殖實驗結果顯示，體外培養(yǎng)1d后，空白組及壓片組的細胞數(shù)量明顯高于BCPUNIVER支架組（P0.05）。在第3d時，空白組的細胞數(shù)量明顯高于BCPUNIVER支架組（P0.05），而BCPUNIVER支架組和壓片組的細胞數(shù)量并無明顯差異。體外培養(yǎng)5d后，三組間的細胞數(shù)量均無明顯差異。而在第7d時，BCPUNIVER支架組的細胞數(shù)量明顯高于空白組及壓片組（P0.05）。7.掃描電子顯微鏡觀察顯示，體外培養(yǎng)24h后，MG-63細胞在BCPUNIVER支架及壓片表面充分伸展平鋪，并伸出偽足。結論：該實驗利用三維打印技術成功制備了BCPUNIVER支架（HA/β-TCP質量比為3/7），UNIVER支架孔隙形態(tài)接近正方行，邊長約為400μm,總體孔隙率為52%,且孔隙之間連通良好。UNIVER支架的機械性能非常接近人類松質骨。CCK-8結果顯示1d、3d、5d BCPUNIVER支架浸提液均無明顯細胞毒性。UNIVER支架表面的粗糙形態(tài)非常適宜細胞黏附、增殖。
意大利UNIVER支架三維打印技術構建
相較于平面結構，UNIVER支架擁有較高的比表面積，即相同體積的片狀材料和UNIVER支架，UNIVER支架有更大的表面積來供細胞粘附、增殖。綜上所述，運用三維打印技術制備的BCPUNIVER支架有望用于修復非承重區(qū)的骨缺損。
