浙江大學(xué)謝志堅 | 促進(jìn)3D打印成骨移植物內(nèi)血管快速生成的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計

來源：生物設(shè)計與制造

本綜述論文聚焦于3D生物打印促進(jìn)骨再生中的結(jié)構(gòu)和血運重建之間的關(guān)系。由于血運重建的困難，大段骨缺損的再生一直被認(rèn)為是一個具有挑戰(zhàn)性的臨床問題。同時骨缺損在臨床的常規(guī)治療中存在著一些缺點，例如二次傷害、免疫和潛在感染。然而，3D打印技術(shù)可以作為一種有效的方法來實現(xiàn)令人滿意的血管再生，同時彌補(bǔ)上述局限性。在3D打印支架的設(shè)計過程中，可以使用多種方法來促進(jìn)血液供應(yīng)。


重要的是，支架結(jié)構(gòu)為整個印刷物體奠定了基礎(chǔ)；任何促進(jìn)血管生成的方法只有基于精心設(shè)計的支架才能有效。本文通過收集近年來的文獻(xiàn)，總結(jié)了與血管生成相關(guān)的不同設(shè)計，并將其分為四大類進(jìn)行詳細(xì)討論，從基本的多孔支架到最先進(jìn)的類骨支架。最后，通過對上述結(jié)構(gòu)的分析，提出了實現(xiàn)快速血管生成的結(jié)構(gòu)設(shè)計建議，希望能為未來3D打印實現(xiàn)骨缺損修復(fù)和再生提供參考。

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圖1 股骨骨折修復(fù)期示意圖，強(qiáng)調(diào)血運在骨修復(fù)中的重要性

圖2 不同形狀的孔隙組成的多孔支架結(jié)構(gòu)

圖3 各區(qū)域呈分層分布的，受人工制品啟發(fā)的支架結(jié)構(gòu)

圖4 受自然啟發(fā)的支架結(jié)構(gòu)

圖5 多通道的管狀結(jié)構(gòu)

圖6 模仿長骨形態(tài)的類骨支架結(jié)構(gòu)