表面改性提高3D打印多孔钽作为骨科植入材料生物学性能研究

来源：骨益伟坦


传统的骨缺损修复方法，如自体骨移植和异体移植，都存在着种种局限性和风险。而3D打印多孔钽支架的出现，彻底改变了这一局面。通过高精度的3D打印技术，我们可以根据患者的具体情况，定制出符合其缺损部位形态和尺寸的多孔钽支架。多孔钽支架的独特之处在于其多孔结构。这些微小的孔隙结构不仅为骨组织和血管的生长提供了理想的场所，还使得支架与周围组织能够更好地融合，减少了力学错配和松动的问题。这种结构的设计大大提高了骨结合和修复的效果，使得患者能够更快地康复。

而为了进一步提升支架的成骨能力，赵德伟团队采用了水热合成技术，在支架表面涂覆了CaP和含镁磷酸钙（Mg-CaP）涂层。CaP作为一种与天然骨无机成分相似的物质，具有优越的成骨性能和生物相容性。而Mg-CaP涂层的加入，则进一步增强了支架的生物活性。

镁离子是骨骼矿物质的重要组成部分，能够促进人成骨细胞的整合素表达和增强成骨细胞的黏附。通过水热合成技术，我们将这有益的生物活性镁离子均匀地整合到CaP涂层中，利用镁离子进一步实现多孔钽作为骨植入材料的促成骨方面的生物功能化，从而显著增强了涂层的成骨效能。这种支架不仅具有优越的力学性能，能够为植入部位提供有效的力学支撑，还具有高度的生物相容性和成骨能力，能够促进骨组织的生长和修复，为多孔钽支架应用于骨缺损修复带来了提供了一种新的技术手段。

图一：通过水热合成方法在3D打印多孔钽支架表面制备含镁的CaP涂层

图二：水热方法在3D打印多孔钽表面制备的CaP涂层以及Mg-CaP涂层的微观结构及表面形貌

图三：组织形态学评估多孔钽、CaP涂层多孔钽以及Mg-CaP涂层多孔钽的骨长入性能

相关论文以题为“Selective Laser Melting of the Porous Ta Scaffold with Mg-Doped Calcium Phosphate Coating for Orthopedic Applications”发表在《ACS Biomaterials Science & Engineering》杂志上，文章第一作者为大连大学硕士研究生许剑锋，通讯作者为大连大学附属中山医院赵德伟教授和李军雷副研究员。