利用3D打印的高多孔Ti-6Al-4V支架涂有氧化石墨烯來促進(jìn)成骨

來源： EFL生物3D打印與生物制造

在骨科和牙科手術(shù)中，填補(bǔ)并加速由創(chuàng)傷、腫瘤、骨關(guān)節(jié)炎或其他骨病引起的臨界尺寸骨缺損的愈合是重大挑戰(zhàn)。雖然自體移植和同種異體移植是流行的治療方式，但它們存在免疫反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)、供體部位病變和傳染病等缺點(diǎn)。由于其高機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性和生物惰性，鈦（Ti）及其合金已廣泛用于骨科和牙科應(yīng)用中的牙種植體。然而，由Ti–6Al–4V制成的骨科植入物具有很高的應(yīng)力屏蔽風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致植入物周圍的骨質(zhì)變?nèi)醪⒈晃�收，從而�?dǎo)致植入失敗。此外，Ti–6Al–4V合金的表面無法直接與宿主細(xì)胞相互作用，導(dǎo)致骨整合不良（即金屬植入物表面的骨內(nèi)生長）。因此，改善Ti–6Al–4V合金的表面特性對于提高植入成功率和穩(wěn)定性至關(guān)重要。

有鑒于此，來自韓國釜山大學(xué)的Dong-Wook Han團(tuán)隊(duì)開發(fā)了涂有還原氧化石墨烯（rGO）的不規(guī)則多孔Ti–6Al–4V支架，具體為rGO-pTi，并研究了它們在體內(nèi)刺激骨整合的能力。

本文要點(diǎn)：
（1）rGO-pTi支架表現(xiàn)出獨(dú)特的不規(guī)則微孔和高親水性，促進(jìn)了蛋白質(zhì)吸附和細(xì)胞生長。
（2）體外實(shí)驗(yàn)顯示，rGO-pTi支架提高了MC3T3-E1前成骨細(xì)胞中的堿性磷酸酶（ALP）活性、礦化結(jié)節(jié)形成以及成骨基因的上調(diào)。
（3）在兔顱骨缺損中移植rGO-pTi支架的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)顯示，其改善了骨基質(zhì)形成和骨整合，且未出現(xiàn)出血現(xiàn)象。
（4）這些發(fā)現(xiàn)突顯了將rGO與不規(guī)則微孔結(jié)合作為骨再生中一種有前景的BTE支架的潛力。

文章來源：
https://doi.org/10.1039/D4BM00970C