表面改性提高3D打印多孔鉭作為骨科植入材料生物學性能研究

來源：骨益?zhèn)ヌ?br />

傳統(tǒng)的骨缺損修復方法，如自體骨移植和異體移植，都存在著種種局限性和風險。而3D打印多孔鉭支架的出現(xiàn)，徹底改變了這一局面。通過高精度的3D打印技術，我們可以根據(jù)患者的具體情況，定制出符合其缺損部位形態(tài)和尺寸的多孔鉭支架。多孔鉭支架的獨特之處在于其多孔結(jié)構。這些微小的孔隙結(jié)構不僅為骨組織和血管的生長提供了理想的場所，還使得支架與周圍組織能夠更好地融合，減少了力學錯配和松動的問題。這種結(jié)構的設計大大提高了骨結(jié)合和修復的效果，使得患者能夠更快地康復。

而為了進一步提升支架的成骨能力，趙德偉團隊采用了水熱合成技術，在支架表面涂覆了CaP和含鎂磷酸鈣（Mg-CaP）涂層。CaP作為一種與天然骨無機成分相似的物質(zhì)，具有優(yōu)越的成骨性能和生物相容性。而Mg-CaP涂層的加入，則進一步增強了支架的生物活性。

鎂離子是骨骼礦物質(zhì)的重要組成部分，能夠促進人成骨細胞的整合素表達和增強成骨細胞的黏附。通過水熱合成技術，我們將這有益的生物活性鎂離子均勻地整合到CaP涂層中，利用鎂離子進一步實現(xiàn)多孔鉭作為骨植入材料的促成骨方面的生物功能化，從而顯著增強了涂層的成骨效能。這種支架不僅具有優(yōu)越的力學性能，能夠為植入部位提供有效的力學支撐，還具有高度的生物相容性和成骨能力，能夠促進骨組織的生長和修復，為多孔鉭支架應用于骨缺損修復帶來了提供了一種新的技術手段。

圖一：通過水熱合成方法在3D打印多孔鉭支架表面制備含鎂的CaP涂層

圖二：水熱方法在3D打印多孔鉭表面制備的CaP涂層以及Mg-CaP涂層的微觀結(jié)構及表面形貌

圖三：組織形態(tài)學評估多孔鉭、CaP涂層多孔鉭以及Mg-CaP涂層多孔鉭的骨長入性能

相關論文以題為“Selective Laser Melting of the Porous Ta Scaffold with Mg-Doped Calcium Phosphate Coating for Orthopedic Applications”發(fā)表在《ACS Biomaterials Science & Engineering》雜志上，文章第一作者為大連大學碩士研究生許劍鋒，通訊作者為大連大學附屬中山醫(yī)院趙德偉教授和李軍雷副研究員。