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负载间充质?#19978;?#32990;的多?#26368;?#19982;仿生3D胶原基复合支架应用于山羊骨软骨缺损的修复

长期以来,骨软骨损伤缺乏有效的治疗方法,尤其是在骨科疾病如类固醇相关骨坏死(SAON)中。此外,镁作为一种具有?#24049;?#21147;学性能的可生物降解金属,其研究由来已久。


中国科学院深圳先进技术研究院转化医学研究开发?#34892;?#30340;秦岭赖毓霄团队,利用镁粉、聚合物PLGA和生物陶瓷β-TCP配制比例为16/3/1,16/2/2,16/1/3,4/1的浆料,使用低温快速成型(LT-RP)技术,通过3D打印技术?#38498;?#24230;120 μm和分间距层1.0 mm打印了24mm×24mm×24mm的多?#23383;?#26550;,其结构如图1。


图1:支架结构特性



体外分析PTM支架的物理特性和Mg离子的体外释放。后通过利用SAON兔关节缺损模型评估了PTM支架的成骨和血管生?#21830;?#24615;,以及植入后的生物安全性。其研究技术路线如图2。



图2:研究技术路线图



实验结果表明,PTM支架具有?#24049;?#30340;生物模拟结构和力学性能。动态增强磁共振?#19978;?#21644;微电脑断层?#19978;?#34880;管造影结果表明,植入PTM支架术后4周可增加血液灌注,促进新生血管生长,8周时可观察到大量结构?#24049;?#30340;新生血管形成。而且,术后12周的微ct、组织学和力学性能测试结果显示,PTM支架能显著促进新生骨形成,增强新生骨力学性能,见图3,表明PTM支架具有成骨和血管生成的双重功能,在SAON中具有协同增强新骨形成和增强新骨质量的作用。


相较于其他研究,该课题组设计的PTM支架具备合适的物理结?#36141;统?#22987;力学性能,其结构为血管爬行提供了合适的模板的同时,镁的掺入促进了新血管的形成,最终介导了新生骨的形成和重塑。



参考文献:

Lai Y, Li Y, Cao H, Long J, Wang X, Li L, Li C, Jia Q, Teng B, Tang T, Peng J,Eglin D, Alini M, Grijpma DW, Richards G, Qin L;Osteogenic magnesium incorporated into PLGA/TCP porous scaffold by 3D printing for repairing challenging bone defect, Biomaterials (2019)

doi: https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2019.01.013.


供稿人:严峻腾、连芩 供稿单位:机械制造系统工程国家重点实验室

(南极熊)


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