高內(nèi)相乳液3D打印制造分層多孔骨小梁仿生結(jié)構(gòu)

來源： EngineeringForLife

將乳液模板法與增材制造結(jié)合，可生產(chǎn)出天然多孔且具有多尺度孔隙結(jié)構(gòu)的支架。這種方法生成相互連通的多孔材料，支持細(xì)胞生長。但通過3D打印具有半微孔和微孔的分級多孔結(jié)構(gòu)仍較困難。先前研究表明，通過在樹脂中精確調(diào)整光吸收劑和引發(fā)劑的組合，可以產(chǎn)生具有表面開放孔隙、海綿狀內(nèi)部結(jié)構(gòu)且分辨率約為150µm的結(jié)構(gòu)。

近日，來自英國謝菲爾德大學(xué)的Frederik Claeyssens教授團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了通過高內(nèi)相乳液（HIPEs）3D打印制備分層多孔骨小梁仿生結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究。成果以“Fabrication of hierarchically porous trabecular bone replicas via 3D printing with high internal phase emulsions (HIPEs)”為題于11月04日發(fā)表在《Biofabrication》上。   

本文要點(diǎn)：
（1）本研究分析了不同濃度檸檬黃（0、0.02、0.04和0.08 wt%）作為丙烯酸基聚MIPE光吸收劑的效果。使用Elegoo Mars 3 Pro打印機(jī)對不同檸檬黃濃度制備的高內(nèi)相乳液（HIPEs）進(jìn)行3D打印，生成聚MIPE圓盤，并分析檸檬黃濃度對其孔隙率的影響。得益于其多孔且互連的結(jié)構(gòu)，3D打印的聚MIPEs適宜用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。   

（2）本文利用MG-63細(xì)胞對這些圓盤進(jìn)行細(xì)胞行為測試，結(jié)果表明含0.08 wt%檸檬黃的圓盤（標(biāo)記為008T）在細(xì)胞代謝活性、附著性和堿性磷酸酶（ALP）活性方面表現(xiàn)最佳，成為理想選擇。

（3）本文為展示HIPE在組織工程中通過3D打印制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)的潛力，研究人員基于Micro-CT 3D打印了人類松質(zhì)骨結(jié)構(gòu)。隨后，在3D打印松質(zhì)骨結(jié)構(gòu)上接種MG-63細(xì)胞，結(jié)果顯示具有良好的細(xì)胞附著和遷移效果。這些結(jié)構(gòu)具有分布和互連的孔隙率，孔徑范圍廣泛，有助于細(xì)胞遷移、滲透和營養(yǎng)物質(zhì)擴(kuò)散，能夠很好模擬天然骨的特性。

文章來源：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1758-5090/ad8b70