骨再生支架：使用3D打印研究磷酸钙结构

时间：2020-04-16 09:01 来源：中国3D打印网作者：中国3D打印网阅读：次

       中国3D打印网4月16日讯，在加泰罗尼亚理工大学生物医学工程的最终学位项目中，安东尼奥·莫利纳·埃雷罗（Antonio Molina Herrero）解决了生物打印中骨再生的挑战性课题。通过研究3D打印和各种材料形态，这位学生研究员在最近出版的“ 3D打印获得的磷酸钙结构特征”中详细介绍了他的发现。
     在分析细丝的几何形状，结构中的孔隙度以及表面和凹面之类的属性时，Herrero使用显微断层扫描技术与其他图像，计算和测量结果进行了比较，最终使研究人员对喷嘴和印刷材料之间的偏差有了更多的了解，如何更好地使用磷酸钙在组织工程中构建骨骼再生的支架。在合成骨移植物中，基于磷酸钙（CaPs）的骨移植已被广泛研究。但是，它们不能充分促进成骨作用。
     相互连接的孔网络可以使所有区域血管化，并在以后组织定植。已经进行了许多研究以寻找支架中的最佳孔径[1]，但是结论尚不明确，有些研究与其他研究相矛盾。清楚的是，孔必须足够大以允许血管化（50μm），但是如果孔大于特定大小（500μm），则支架将不再充当支架。”埃雷罗（Herrero）强调了他发现研究支架的关键：孔的形状。解释了许多方法已经用于CaP多孔结构，例如制粒，发泡，浸出和冷冻干燥，随着直接墨水书写（DIW）的出现，这种结构具有更大的成功潜力；然而，体内测试和进一步表征仍然面临挑战。

定制模块化喷嘴设计的示意图。红色：喷嘴的顶部带有顶部的“鲁尔锁”标准连接器。灰色：喷嘴的下部。不可拧入以适合自定义磁盘。绿松石色：具有多种中心孔设计的盘。
“可以通过先进的成像技术，例如微型计算机断层扫描（Micro-CT）和扫描电子显微镜（SEM），研究这些3D结构的复杂且呈波纹状的形状。同时提取这些图像的定量信息的图像处理是有前途和挑战性的。这些工具由于其即时性和可靠性而越来越多地被使用。有了它们，就可以研究三维结构的形态学特性，并为组织工程的新型支架形状的设计和表征提供令人感兴趣的形态学和结构信息。”准备并检查样品，并比较图像和计算结果。

模式1图像分割过程：A）原始原始图像，B）用Ilastik分割的图像和C）斐济降噪后的图像。 300μm比例尺

模式2在（A）之前和之后（B）应用VOI裁剪。
评估了四种技术：
.电脑
.图像
.网格混合器
.手动练习
评价了五个样品模式并从对照编号到1-5编号。

SEM喷嘴图像；右：Micro-CT的脚手架矢状视图。
“在孔隙率结果中，支架之间没有太大差异。这是因为脚手架是在预设条件下印刷的，因此它们将具有相同的孔隙率，并且能够比较它们之间的样品（250μm）。孔径分布结果是一个很好的指示。图中的峰代表规律性和良好的打印质量。” Herrero总结道。在比表面积中，系数最高的图案为5，而对照组最低。由于控制部分是圆形，所以这些结果是连贯的，因此它具有最小的表面/面积系数和图案5；尽管细小，但重复非常频繁，导致所有细丝的总和比其他图案具有更大的表面。此外，MeshMixer方法与其他方法相比有太多误差，这可能是由于插件3D Viewer如何在进行网格划分之前，从Micro-CT支架进行网格划分过程，但是，需要进行更多试验才能确保这一假设。”

孔隙率百分比。用不同字母表示的统计学上的显着差异（p = 0.05）

孔径分布。

中国3D打印网点评：骨骼再生支架的研究正在进行中，并参与了一系列项目和实验，这些研究和实验使用了PLA，涂层纳米纤维和具有抗菌特性的生物印染等材料。

(责任编辑：admin)

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