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纳米纤维涂层管状支架骨再生的生物3D打印技术

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纳米纤维涂层管状支架骨再生的生物3D打印技术

作者:
发布时间:
2019/05/20
【摘要】:
中国3D打印网5月20日讯,来自墨西哥和哥斯达黎加的研究人员共同致力于通过生物3D打印进一步研究骨再生,允许医生和外科医生创建患者特异性支架以改善治疗。3D打印和组织工程对科学家来说是一个巨大的希望,因为它有机会精确地构建复杂的几何形状。在这些实验中,3D打印的所有经典优势也得到了体现,例如可负担性,生产速度,以及最佳的结果。  研究小组进一步详细介绍了他们的研究结果,即“开发用于骨骼应用的纳米纤
  中国3D打印网5月20日讯,来自墨西哥和哥斯达黎加的研究人员共同致力于通过生物3D打印进一步研究骨再生,允许医生和外科医生创建患者特异性支架以改善治疗。 3D打印和组织工程对科学家来说是一个巨大的希望,因为它有机会精确地构建复杂的几何形状。在这些实验中,3D打印的所有经典优势也得到了体现,例如可负担性,生产速度,以及最佳的结果。
  研究小组进一步详细介绍了他们的研究结果,即“开发用于骨骼应用的纳米纤维涂层的3D打印管状支架的生物相容性”,解释了如何通过添加复合层进一步改善骨支架,创建更有利于细胞附着和均匀播种的层。为了制造这些支架,该团队采用了独特的喷气纺(AJS)技术,具有专门的纺纱系统喷嘴和用于收集聚合物纤维和压缩气体的表面 - 他们还使用具有PLA的3D打印管状支架,具有亚微米纤维表面涂层在人类胎儿成骨细胞(hFOB)的生物反应中。
  这种新方法同时使用PLA 3D打印材料的内核和纳米纤维的外层,研究人员使用Cura软件进行内部几何切片,使用MakerMex 3D打印机制造管状结构。双重技术使团队能够创建纤维层分散体,从而形成具有“均匀厚度分布”的表面,并且纳米纤维很好地适应与3D打印支架的合并。粘附性被称为“非常强”,复合材料显示出热稳定性的增加,并且涂层使管状支架具有对骨再生的组织工程至关重要的性质。
 
SEM显微照片显示3D打印的管状支架的形态
 
  SEM显微照片显示3D打印的管状支架的形态
  据中国3D打印网了解,通过SEM分析印刷管状支架的3D表面显示出独特的形态和结构,并且管状支架的表面粗糙度随着纤维膜的涂层功能化而增加,此外,涂有亚微米纤维的支架使hFOB细胞比未涂层的3D管状支架更好地粘附和增殖,表明纤维可作为改善细胞生物相容性(对细胞无毒)的平台,并为定植和细胞生长提供支持,成骨细胞。此外,涂有纤维的3D管状支架需要进行更多的研究,作为生物矿化过程,以便在未来可能用于骨组织工程或在血管形成过程中应用它。
 
光学轮廓仪数据显示3D打印的管状支架的形貌。
 
  光学轮廓仪数据显示3D打印的管状支架的形貌。 (a)图像显示未涂覆的光滑表面和(b)涂覆的表面,其中粗糙度通过纳米纤维的存在而强烈增强。
  骨再生领域充满了挑战,但医生和外科医生仍在努力改进手术技术和植入物等装置,以便改善可能虚弱或痛苦的患者的生活质量。多年来,研究人员对3D打印进行了许多不同的研究,生产的设备包括专为中国患者设计的植入物,低温创建的骨骼支架以及其他不同类型的骨骼支架平台。
 
涂有7%PLA纳米纤维的3D打印管状支架的SEM显微照片
 
  涂有7%PLA纳米纤维的3D打印管状支架的SEM显微照片。
 
用hFOB细胞接种的3D管状支架表面的SEM显微照片显示一些具有成骨细胞典型的椭圆形至纺锤形形态的细胞
 
  用hFOB细胞接种的3D管状支架表面的SEM显微照片显示一些具有成骨细胞典型的椭圆形至纺锤形形态的细胞。
  河北敬业增材制造科技有限公司成立于2015年,总投资规模23.4亿元人民币,是全国500强企业---敬业集团的全资子公司,公司位于河北省石家庄市平山县南甸镇敬业集团工业园区,是一家集专业研发、生产、销售高端气雾化金属粉末、激光再制造、3D打印服务于一体的全流程增材制造公司。
  我公司现有EOS M290打印机8台,EOS M400-4 1台,Arcam 电子束粉末快速成形系统和铂力特S310各1台,其中EOS M400-4属国内先进设备,配备四个激光头,打印效率是E0S M290单激光头的3倍以上,具有成型精确、材料利用率高等优点;公司致力于为各制造领域客户提供金属3D打印整体解决方案,业务主要涉及到航空航天零部件、模具、医疗器械及骨科植入物、汽车制造,船舶制造等领域。
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