高内相乳液3D打印制造分层多孔骨小梁仿生结构

来源： EngineeringForLife

将乳液模板法与增材制造结合，可生产出天然多孔且具有多尺度孔隙结构的支架。这种方法生成相互连通的多孔材料，支持细胞生长。但通过3D打印具有半微孔和微孔的分级多孔结构仍较困难。先前研究表明，通过在树脂中精确调整光吸收剂和引发剂的组合，可以产生具有表面开放孔隙、海绵状内部结构且分辨率约为150µm的结构。

近日，来自英国谢菲尔德大学的Frederik Claeyssens教授团队进行了通过高内相乳液（HIPEs）3D打印制备分层多孔骨小梁仿生结构的相关研究。成果以“Fabrication of hierarchically porous trabecular bone replicas via 3D printing with high internal phase emulsions (HIPEs)”为题于11月04日发表在《Biofabrication》上。   

本文要点：
（1）本研究分析了不同浓度柠檬黄（0、0.02、0.04和0.08 wt%）作为丙烯酸基聚MIPE光吸收剂的效果。使用Elegoo Mars 3 Pro打印机对不同柠檬黄浓度制备的高内相乳液（HIPEs）进行3D打印，生成聚MIPE圆盘，并分析柠檬黄浓度对其孔隙率的影响。得益于其多孔且互连的结构，3D打印的聚MIPEs适宜用于生物医学应用。   

（2）本文利用MG-63细胞对这些圆盘进行细胞行为测试，结果表明含0.08 wt%柠檬黄的圆盘（标记为008T）在细胞代谢活性、附着性和碱性磷酸酶（ALP）活性方面表现最佳，成为理想选择。

（3）本文为展示HIPE在组织工程中通过3D打印制造复杂结构的潜力，研究人员基于Micro-CT 3D打印了人类松质骨结构。随后，在3D打印松质骨结构上接种MG-63细胞，结果显示具有良好的细胞附着和迁移效果。这些结构具有分布和互连的孔隙率，孔径范围广泛，有助于细胞迁移、渗透和营养物质扩散，能够很好模拟天然骨的特性。

文章来源：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1758-5090/ad8b70