供稿人:嚴(yán)峻騰、連芩 供稿單位：機(jī)械制造系統(tǒng)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 發(fā)布日期：2019-05-10
長(zhǎng)期以來(lái)，骨軟骨損傷缺乏有效的治療方法，尤其是在骨科疾病如類固醇相關(guān)骨壞死(SAON)中。此外，鎂作為一種具有良好力學(xué)性能的可生物降解金屬，其研究由來(lái)已久。
中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究開(kāi)發(fā)中心的秦嶺賴毓霄團(tuán)隊(duì)，利用鎂粉、聚合物PLGA和生物陶瓷β-TCP配制比例為16/3/1，16/2/2，16/1/3，4/1的漿料，使用低溫快速成型(LT-RP)技術(shù)，通過(guò)3D打印技術(shù)以厚度120 μm和分間距層1.0 mm打印了24mm×24mm×24mm的多孔支架，其結(jié)構(gòu)如圖1。
體外分析PTM支架的物理特性和Mg離子的體外釋放。后通過(guò)利用SAON兔關(guān)節(jié)缺損模型評(píng)估了PTM支架的成骨和血管生成特性，以及植入后的生物安全性。其研究技術(shù)路線如圖2。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PTM支架具有良好的生物模擬結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振成像和微電腦斷層成像血管造影結(jié)果表明，植入PTM支架術(shù)后4周可增加血液灌注，促進(jìn)新生血管生長(zhǎng)，8周時(shí)可觀察到大量結(jié)構(gòu)良好的新生血管形成。而且，術(shù)后12周的微ct、組織學(xué)和力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果顯示，PTM支架能顯著促進(jìn)新生骨形成，增強(qiáng)新生骨力學(xué)性能，見(jiàn)圖3，表明PTM支架具有成骨和血管生成的雙重功能，在SAON中具有協(xié)同增強(qiáng)新骨形成和增強(qiáng)新骨質(zhì)量的作用。
相較于其他研究，該課題組設(shè)計(jì)的PTM支架具備合適的物理結(jié)構(gòu)和初始力學(xué)性能，其結(jié)構(gòu)為血管爬行提供了合適的模板的同時(shí)，鎂的摻入促進(jìn)了新血管的形成，最終介導(dǎo)了新生骨的形成和重塑。
圖1：支架結(jié)構(gòu)特性
圖2：研究技術(shù)路線圖
圖3：Micro-CT下通道內(nèi)新骨形成情況