3D打印PLA-HA复合材料构建组织工程骨的实验研究

摘要：

目的 探讨并观察3D打印聚乳酸(PLA)-羟基磷灰石(HA)复合支架材料在体内成骨的可行性.方法 将骨髓基质细胞与3D打印PLA-HA复合材料进行体外复合培养,通过扫描电镜观察细胞在支架材料上的生长黏附情况.选择成年新西兰大白兔单侧胫骨内侧建立体内生物反应器模型,分离隐动、静脉血管束,并剥离胫骨内侧骨膜,将游离的动静脉血管束完全穿越支架材料内部并固定于胫骨骨膜囊内,此种方法构建的组织工程骨为实验组;单纯将复合骨髓基质细胞的3D打印PLA-HA复合材料回植于胫骨内侧骨膜囊内,此种方法构建的组织工程骨为对照组.术后6周取材,分别采用聚合酶链式反应(PCR)检测骨分化相关基因,并进行显微CT三维重建及骨形态计量分析、HE染色组织学观察.结果 骨髓基质细胞能在3D打印PLA-HA复合材料上黏附生长.定量PCR检测成骨分化基因OPN及COL Ⅰ的表达,结果显示实验组OPN及COLⅠ相对表达量分别为8.0333±0.5820和7.5452±0.5608;对照组OPN及COL Ⅰ相对表达量分别为5.7248±0.9975和4.0173±0.2654,差异有统计学意义(P＜0.05).显微CT扫描显示,实验组新生骨组织体积及骨小梁相对数目较对照组高,且差异有统计学意义(P＜0.05).组织学观察可见实验组有新生骨组织形成,部分新生骨组织为编织骨,骨细胞体积大、数量多,呈编织状排列,骨细胞分化成熟;对照组可见部分新生骨样组织形成,骨细胞分化较成熟.结论 以骨髓基质细胞为种子细胞,3D打印PLA-HA复合材料为支架,复合隐动、静脉血管束及自体骨膜,在体内能构建出功能相对完善的组织工程骨;3D打印PLA-HA复合材料可作为骨组织工程中支架材料.

关键词：3D打印、体内生物反应器、骨组织工程、聚乳酸、羟基磷灰石

所属期刊栏目：37

分类号：R68;G80

资助基金：国家自然科学基金81272132

在线出版日期：2016-05-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：57-63