表面改性提高3D打印多孔鉭 作為骨科植入材料生物學性能研究

來源：骨益?zhèn)ヌ?br />
傳統(tǒng)的骨缺損修復方法，如自體骨移植和異體移植，都存在著種種局限性和風險。而3D打印多孔鉭支架的出現，徹底改變了這一局面。通過高精度的3D打印技術，我們可以根據患者的具體情況，定制出符合其缺損部位形態(tài)和尺寸的多孔鉭支架。多孔鉭支架的獨特之處在于其多孔結構。這些微小的孔隙結構不僅為骨組織和血管的生長提供了理想的場所，還使得支架與周圍組織能夠更好地融合，減少了力學錯配和松動的問題。這種結構的設計大大提高了骨結合和修復的效果，使得患者能夠更快地康復。

而為了進一步提升支架的成骨能力，趙德偉團隊采用了水熱合成技術，在支架表面涂覆了CaP和含鎂磷酸鈣（Mg-CaP）涂層。CaP作為一種與天然骨無機成分相似的物質，具有優(yōu)越的成骨性能和生物相容性。而Mg-CaP涂層的加入，則進一步增強了支架的生物活性。

鎂離子是骨骼礦物質的重要組成部分，能夠促進人成骨細胞的整合素表達和增強成骨細胞的黏附。通過水熱合成技術，我們將這有益的生物活性鎂離子均勻地整合到CaP涂層中，利用鎂離子進一步實現多孔鉭作為骨植入材料的促成骨方面的生物功能化，從而顯著增強了涂層的成骨效能。這種支架不僅具有優(yōu)越的力學性能，能夠為植入部位提供有效的力學支撐，還具有高度的生物相容性和成骨能力，能夠促進骨組織的生長和修復，為多孔鉭支架應用于骨缺損修復帶來了提供了一種新的技術手段。

圖一：通過水熱合成方法在3D打印多孔鉭支架表面制備含鎂的CaP涂層

圖二：水熱方法在3D打印多孔鉭表面制備的CaP涂層以及Mg-CaP涂層的微觀結構及表面形貌

圖三：組織形態(tài)學評估多孔鉭、CaP涂層多孔鉭以及Mg-CaP涂層多孔鉭的骨長入性能

相關論文以題為“Selective Laser Melting of the Porous Ta Scaffold with Mg-Doped Calcium Phosphate Coating for Orthopedic Applications”發(fā)表在《ACS Biomaterials Science & Engineering》雜志上，文章第一作者為大連大學碩士研究生許劍鋒，通訊作者為大連大學附屬中山醫(yī)院趙德偉教授和李軍雷副研究員。