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仿生修饰结合三维打印技术构建的胶原-聚己内酯支架可促进兔临界骨缺损修复

         

摘要

目的构建一种具有良好生物活性和机械性能的复合支架材料胶原-聚己内酯(Collagen-polycaprolactone,Col-PCL),通过体外及体内试验验证该支架材料的生物活性及成骨活性。方法采用三维打印技术制备三维多孔PCL支架,将胶原凝胶充分填充于PCL支架的孔洞内,通过冷冻干燥、交联处理,获得胶原三维活化后的支架Col-PCL。测量其机械强度,以场扫描电镜观察支架表征结构;体外细胞接种培养检验该支架材料的生物活性;兔桡骨临界骨缺损实验检验该支架材料的骨修复和骨整合能力。结果三维打印的PCL支架材料具有大孔径的内部结构和完全孔隙连通率;利用胶原进行三维活化后,微米多孔的胶原支架均匀分布于PCL大孔内部,并且能明显提高PCL支架的抗压强度(P<0.05)。体外试验证实,支架材料对细胞均没有毒副作用,细胞被接种到Col-PCL上后,与单纯PCL支架相比,具有更好的黏附和增殖能力(P<0.05)。体内兔桡骨临界骨缺损修复实验表明,Col-PCL具有更好的骨再生能力(P<0.05)。结论三维打印技术结合仿生修饰策略,可构建个体化且具备一定机械强度和生物活性的支架材料Col-PCL,该支架作为骨替代材料,具有良好的研究和应用前景。

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