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納米纖維涂層管狀支架骨再生的生物3D打印技術(shù)

發(fā)布時(shí)間：

2023-01-11 12:49

　　中國3D打印網(wǎng)5月20日訊，來自墨西哥和哥斯達(dá)黎加的研究人員共同致力于通過生物3D打印進(jìn)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(gè)巨大的希望，因?yàn)樗袡C(jī)會(huì)精確地構(gòu)建復(fù)雜的幾何形狀。在這些實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(jìn)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(tuán)隊(duì)采用了獨(dú)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(shí)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(jìn)行內(nèi)部幾何切片，使用MakerMex 3D打印機(jī)制造管狀結(jié)構(gòu)。雙重技術(shù)使團(tuán)隊(duì)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(qiáng)”，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(dú)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(jìn)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(qiáng)烈增強(qiáng)。
　　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(jìn)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(jìn)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(jì)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。
　　河北敬業(yè)增材制造科技有限公司成立于2015年，總投資規(guī)模23.4億元人民幣，是全國500強(qiáng)企業(yè)---敬業(yè)集團(tuán)的全資子公司，公司位于河北省石家莊市平山縣南甸鎮(zhèn)敬業(yè)集團(tuán)工業(yè)園區(qū)，是一家集專業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、銷售高端氣霧化金屬粉末、激光再制造、3D打印服務(wù)于一體的全流程增材制造公司。
　　我公司現(xiàn)有EOS M290打印機(jī)8臺，EOS M400-4 1臺，Arcam 電子束粉末快速成形系統(tǒng)和鉑力特S310各1臺，其中EOS M400-4屬國內(nèi)先進(jìn)設(shè)備，配備四個(gè)激光頭，打印效率是E0S M290單激光頭的3倍以上，具有成型精確、材料利用率高等優(yōu)點(diǎn);公司致力于為各制造領(lǐng)域客戶提供金屬3D打印整體解決方案，業(yè)務(wù)主要涉及到航空航天零部件、模具、醫(yī)療器械及骨科植入物、汽車制造，船舶制造等領(lǐng)域。