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单轴通道有利于骨和血管的向内生长2024-07-18 08:39:18

这些研究只关注了仿生结构对力学性能产生的影响,虽然支架的材料和结构对支架机械性能也会产生一定影响,但植入人体后的骨支架在满足力学性能的同时还需要具有一定的生物相容性和可降解性,而上述研究缺乏仿生支架结构对生物学性能的研究与探索。

YU等设计了一款仿生叶脉的结构,对仿生系统进行肿瘤细胞培养和血栓裂解实验,结果发现该系统具有血管内营养物质流通的能力,这种仿生结构可以提供均匀稳定的液场,性能强劲,有利于细胞的生长和附着;叶脉上微小的孔隙通过控制相关物质的流入和流出来促进流体的运动,有利于后期营养物质的运输及新骨的长入;在微米和纳米尺度上制造叶脉形状可以增强仿生材料的力学性能。
 
CHEN等模仿具有高孔隙率和连通性的天然丝瓜络空间网状结构,通过立体光刻技术制备了多孔仿生松质骨结构支架,通过体内细胞实验发现,毛细血管均匀地分布在骨支架表面,支架有更高的比表面积,有利于成骨细胞的攀附和再生,具有良好的成骨性能;经过脱脂烧结工艺后得到了具有适当孔径和孔隙率的仿生支架,同时提升了支架的压缩性。HAYASHI等制造了碳酸盐磷灰石蜂窝支架,通过调整支柱厚度(100,200,300μm) 来控制支架的吸收率和机械强度,将支架植入兔颅骨后观察4周发现,蜂窝式支架在垂直方向有新骨生成;第8周时所有支架中新骨的高度和数量都有所增加,甚至支柱厚度越厚形成血管的直径越大,因此蜂窝式结构式天生适合垂直增骨。值得注意的是,具有300μm厚支柱支架增强了新骨形成和血管生成,这种单轴通道有利于骨和血管的向内生长,具有骨诱导性和骨传导性。
 
出自《骨组织工程中传统与仿生支架结构设计的差异》赵越,许燕,周建平.