行*求职招聘微信群 https://www.edunews.net.cn/2021/ywbb_0917/134966.html较大的的骨缺损很难治疗，而且在多数情况下，由于大小和可用性的原因，自体骨移植成为一个挑战。在这种情况下，通过控制孔隙率、硬度和成骨信号等参数进行设计和制造特定的合成骨植入物可作为潜在的骨替代品。来自印度理工学院坎普尔分校的AshokKumar教授课题组将聚三亚甲基碳酸酯（PTMC）和生物陶瓷共混制作的多孔3D复合支架作为骨移植材料，在支架中填充了大孔低温凝胶（CG）、并使用骨形态发生蛋白（BMP）和唑来膦酸（ZA）等骨活性因子对支架进行了功能化处理，最后在两种不同的临界大小的兔骨缺损模型上进行了体外和体内的性能评估。首先研究人员进行了支架的制备和表征。分别制备了PTMC支架（P）、PTMC+羟基磷灰石支架（P+HA）、PTMC+磷酸三钙支架（P+TCP）和PTMC+低温凝胶（P+CG）支架。用μCT对制作的支架进行扫描并进行3D重建，所制造支架的总孔隙率为75%（P）和70?73%（P+HA），而加入了低温凝胶的复合支架的总孔隙率为40%（图1a-c）。扫描电子显微镜照片显示了在打印整齐的PTMC样品过程中形成的各个层所的轮廓结构。纯净的PTMC支架表面光滑，而含有HA或TCP的复合材料表面粗糙，增加了复合材料表面的整体粗糙度（图1d-f）。为了评价支架的生物相容性，进行了材料的生物相容性研究。通过扫描电子显微镜和荧光显微镜观察，发现PTMC本身及其复合支架具有高度的生物相容性，支持MC3T3-E1和RAW.7细胞黏附和增殖，在种植后第3天，细胞在材料表面生长良好（图2）。最后研究人员进行了骨缺损模型的体内植入和矿化研究。分别在长骨（胫骨）和扁骨（颅骨）的严重缺损模型中检测了兔体内的骨形成。在胫骨缺损中，分别植入了P+HA支架和经过BMP和ZA功能化的P+HA支架（P+HA+B+Z），结果显示植入的支架具有完整的结构，周围环绕着大量新生成的骨，没有观察到支架的松动、滑移或显著降解。两组均显示部分缺损桥接。P?HA?B?Z组的BV/TV%为9.9%±1.5%，P?HA组为8.5%±0.7%（图3）。
在颅骨缺损的μCT分析中，未治疗的空白组可观察到缺损愈合不全，并且从周围向缺损区内侧仍有较大空隙的骨渗透。相比之下，支架植入组表现出更多的矿化组织渗透，几乎遍及整个支架，填补了大部分空隙（图4）。从缺损处移除支架后，μCT分析显示矿化组织沉积模式更加清晰（图4h）。与对照组或PTMC组相比，复合支架组的矿化组织沉积量略高。
综上所述，本研究采用3D打印技术将复合材料制作成特定的尺寸、结构和孔隙率的合成骨替代品。通过BMP和ZA功能化提高了支架的整体成骨诱导能力，为生物活性分子功能化复合材料作为患者骨替代物提供了解决方案。本研究由印度理工学院坎普尔分校的AshokKumar教授课题组完成，并于年9月发表于ACSAppl.Mater.Interfaces。论文信息：ArunKumarTeotia,KasperDienel,IrfanQayoom,BasvanBochove,SnehaGupta,JouniPartanen,JukkaSeppala,andAshokKumar*.Improvedboneregenerationinrabbitbonedefectsusing3Dprinted