表面改性提高3D打印多孔鉭 作為骨科植入材料生物學(xué)性能研究

來(lái)源：骨益?zhèn)ヌ?br />
傳統(tǒng)的骨缺損修復(fù)方法，如自體骨移植和異體移植，都存在著種種局限性和風(fēng)險(xiǎn)。而3D打印多孔鉭支架的出現(xiàn)，徹底改變了這一局面。通過(guò)高精度的3D打印技術(shù)，我們可以根據(jù)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(dú)特之處在于其多孔結(jié)構(gòu)。這些微小的孔隙結(jié)構(gòu)不僅為骨組織和血管的生長(zhǎng)提供了理想的場(chǎng)所，還使得支架與周圍組織能夠更好地融合，減少了力學(xué)錯(cuò)配和松動(dòng)的問(wèn)題。這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)大大提高了骨結(jié)合和修復(fù)的效果，使得患者能夠更快地康復(fù)。

而為了進(jìn)一步提升支架的成骨能力，趙德偉團(tuán)隊(duì)采用了水熱合成技術(shù)，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(wú)機(jī)成分相似的物質(zhì)，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(jìn)一步增強(qiáng)了支架的生物活性。

鎂離子是骨骼礦物質(zhì)的重要組成部分，能夠促進(jìn)人成骨細(xì)胞的整合素表達(dá)和增強(qiáng)成骨細(xì)胞的黏附。通過(guò)水熱合成技術(shù)，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(jìn)一步實(shí)現(xiàn)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(qiáng)了涂層的成骨效能。這種支架不僅具有優(yōu)越的力學(xué)性能，能夠?yàn)橹踩氩课惶峁┯行У牧W(xué)支撐，還具有高度的生物相容性和成骨能力，能夠促進(jìn)骨組織的生長(zhǎng)和修復(fù)，為多孔鉭支架應(yīng)用于骨缺損修復(fù)帶來(lái)了提供了一種新的技術(shù)手段。

圖一：通過(guò)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(jié)構(gòu)及表面形貌

圖三：組織形態(tài)學(xué)評(píng)估多孔鉭、CaP涂層多孔鉭以及Mg-CaP涂層多孔鉭的骨長(zhǎng)入性能

相關(guān)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(xué)碩士研究生許劍鋒，通訊作者為大連大學(xué)附屬中山醫(yī)院趙德偉教授和李軍雷副研究員。