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生物3D打印的载体及支架材料2022-07-14 08:51:18

在骨组织工程技术的三大要素里,合适的支架材料决定着BMSCs的成活及增殖,支架的力学性能、微观结构的空隙结构、支架材质仿生性对支架内细胞外微环境的形成、BMSCs的成骨诱导分化及其三维生长结构至关重要。

3D打印的骨组织支架常需要具备以下几个生物学性能:①支架材料的生物相容性与骨诱导性:移植后不产生免疫排斥反应是移植物成活的基础也是移植材料发挥其生物活性的首要前提,这与支架材料的选取、纯度有关;材料可与BMSCs相互作用进而诱导分化为成骨细胞或软骨细胞;②支架材料的空间结构和适宜的孔隙:支架材料表面易于细胞附着,仿生骨材料的活性关键在于BMSCs在支架内的三维生长,所以材料内部孔隙的相互连接至关重要,三维孔隙结构有利于细胞外液的流通,可使生长因子和营养物质均匀作用于种子细胞并为其内血管网络的建立创造条件,还可将细胞代谢产物通过开放的细胞外微环境运输排泄。孔径、孔隙的分布和密度与支架结构的机械强度密切相关,而且生物支架的降解效率也与支架的孔隙率和表面积有关;③支架的力学性能和机械强度:适宜的机械强度和硬度不仅可以为人体骨骼系统做支撑作用还是对BMSCs完成成骨分化前的保护,BMSCs在增殖分化过程中对周围环境的力学刺激和不同刚度的基底产生反馈作用影响自身的增殖与分化方向,学者们常称之为机械力学微环境,是调节BMSCs增殖分化非常重要的元素。
 
除此之外,还有由于材料的选择不同可表现出一些特殊的特性,比如可降解性等。这些诸多的生物学特性与BMSCs及细胞因子共同构成了生物学支架的微环境,各因素之间的相互作用共同调整着BMSCs的增殖与分化。
 
出自《骨髓间充质干细胞联合3D生物打印技术治疗骨缺损的研究进展》作者袁宇,徐林.