納米纖維涂層管狀支架骨再生的生物3D打印技術(shù)

發(fā)布日期：2019-05-21 08:06:15

        中國3D打印網(wǎng)5月20日訊，來自墨西哥和哥斯達黎加的研究人員共同致力于通過生物3D打印進一步研究骨再生，允許醫(yī)生和外科醫(yī)生創(chuàng)建患者特異性支架以改善治療。 3D打印和組織工程對科學(xué)家來說是一個巨大的希望，因為它有機會精確地構(gòu)建復(fù)雜的幾何形狀。在這些實驗中，3D打印的所有經(jīng)典優(yōu)勢也得到了體現(xiàn)，例如可負(fù)擔(dān)性，生產(chǎn)速度，以及最佳的結(jié)果。

       研究小組進一步詳細(xì)介紹了他們的研究結(jié)果，即“開發(fā)用于骨骼應(yīng)用的納米纖維涂層的3D打印管狀支架的生物相容性”，解釋了如何通過添加復(fù)合層進一步改善骨支架，創(chuàng)建更有利于細(xì)胞附著和均勻播種的層。為了制造這些支架，該團隊采用了獨特的噴氣紡（AJS）技術(shù)，具有專門的紡紗系統(tǒng)噴嘴和用于收集聚合物纖維和壓縮氣體的表面 - 他們還使用具有PLA的3D打印管狀支架，具有亞微米纖維表面涂層在人類胎兒成骨細(xì)胞（hFOB）的生物反應(yīng)中。

       這種新方法同時使用PLA 3D打印材料的內(nèi)核和納米纖維的外層，研究人員使用Cura軟件進行內(nèi)部幾何切片，使用MakerMex 3D打印機制造管狀結(jié)構(gòu)。雙重技術(shù)使團隊能夠創(chuàng)建纖維層分散體，從而形成具有“均勻厚度分布”的表面，并且納米纖維很好地適應(yīng)與3D打印支架的合并。粘附性被稱為“非常強”，復(fù)合材料顯示出熱穩(wěn)定性的增加，并且涂層使管狀支架具有對骨再生的組織工程至關(guān)重要的性質(zhì)。
SEM顯微照片顯示3D打印的管狀支架的形態(tài)
SEM顯微照片顯示3D打印的管狀支架的形態(tài)
      據(jù)中國3D打印網(wǎng)了解，通過SEM分析印刷管狀支架的3D表面顯示出獨特的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，并且管狀支架的表面粗糙度隨著纖維膜的涂層功能化而增加，此外，涂有亞微米纖維的支架使hFOB細(xì)胞比未涂層的3D管狀支架更好地粘附和增殖，表明纖維可作為改善細(xì)胞生物相容性（對細(xì)胞無毒）的平臺，并為定植和細(xì)胞生長提供支持，成骨細(xì)胞。此外，涂有纖維的3D管狀支架需要進行更多的研究，作為生物礦化過程，以便在未來可能用于骨組織工程或在血管形成過程中應(yīng)用它。“
光學(xué)輪廓儀數(shù)據(jù)顯示3D打印的管狀支架的形貌。
光學(xué)輪廓儀數(shù)據(jù)顯示3D打印的管狀支架的形貌。 （a）圖像顯示未涂覆的光滑表面和（b）涂覆的表面，其中粗糙度通過納米纖維的存在而強烈增強。
      骨再生領(lǐng)域充滿了挑戰(zhàn)，但醫(yī)生和外科醫(yī)生仍在努力改進手術(shù)技術(shù)和植入物等裝置，以便改善可能虛弱或痛苦的患者的生活質(zhì)量。多年來，研究人員對3D打印進行了許多不同的研究，生產(chǎn)的設(shè)備包括專為中國患者設(shè)計的植入物，低溫創(chuàng)建的骨骼支架以及其他不同類型的骨骼支架平臺。
涂有7％PLA納米纖維的3D打印管狀支架的SEM顯微照片
涂有7％PLA納米纖維的3D打印管狀支架的SEM顯微照片。
用hFOB細(xì)胞接種的3D管狀支架表面的SEM顯微照片顯示一些具有成骨細(xì)胞典型的橢圓形至紡錘形形態(tài)的細(xì)胞

      用hFOB細(xì)胞接種的3D管狀支架表面的SEM顯微照片顯示一些具有成骨細(xì)胞典型的橢圓形至紡錘形形態(tài)的細(xì)胞。

      轉(zhuǎn)載自中國3D打印網(wǎng) 中國3D打印網(wǎng)編譯自：3dprint.com 版權(quán)歸原出處所有