Materials：壳聚糖/镁硅酸钙复合材料改善3D打印多孔钛合金支架的生物活性可用于整形修复
2019-01-26 MedSci MedSci原创
最近，骨缺损的病例逐渐增加，因此骨缺损的修复或更换逐渐成为整形外科医生的一个巨大问题。三维（3D）支架已经成为骨替代的潜在候选者，其中钛（Ti）合金由于其低细胞毒性和机械性质而成为金属合金中最有希望的候选者之一。然而，生物活性仍然是金属合金的问题，可以使用简单的浸渍技术将生物活性化合物涂覆到Ti-6Al-4V支架的表面上来增强。本研究中，我们在Ti-6Al-4V支架上制备了镁-硅酸钙（Mg-CS）
最近，骨缺损的病例逐渐增加，因此骨缺损的修复或更换逐渐成为整形外科医生的一个巨大问题。三维（3D）支架已经成为骨替代的潜在候选者，其中钛（Ti）合金由于其低细胞毒性和机械性质而成为金属合金中最有希望的候选者之一。然而，生物活性仍然是金属合金的问题，可以使用简单的浸渍技术将生物活性化合物涂覆到Ti-6Al-4V支架的表面上来增强。
本研究中，我们在Ti-6Al-4V支架上制备了镁-硅酸钙（Mg-CS）和壳聚糖（CH）化合物。对这些表面修饰的支架进行物理化学性质的评估以及机械测试。在体外评估人Wharton的果冻间充质干细胞（WJMSC）的粘附，增殖和生长。此外，使用扫描电子显微镜检查细胞附着形态以评估粘附质量。进行成骨和矿化测定以评估成骨表达。
结果显示，Mg-CS/CH涂层的Ti-6Al-4V支架能够显示和保留孔径及其原始形态和结构，显著影响随后的硬组织再生。此外，表面在改性后显示出亲水性，并显示出与天然骨相当的机械强度。我们的修饰支架不仅能够匹配天然骨的机械性能，而且还发现这种修饰增强了细胞行为，例如粘附，增殖和分化，这导致下游的成骨和矿化增强。体内实验结果表明，Mg-CS/CH包覆的Ti-6Al-4V可以增强兔骨关键骨缺损时的骨再生和向内生长。
综上所述，这些结果表明，Mg-CS/CH涂层Ti-6Al-4V支架具有良好的诱导微环境，可作为未来骨组织工程支架的有希望的改良。
原始出处：
Tsai CH, Hung CH, et al., Improved Bioactivity of 3D Printed Porous Titanium Alloy Scaffold with Chitosan/Magnesium-Calcium Silicate Composite for Orthopaedic Applications. Materials (Basel). 2019 Jan 9;12(2). pii: E203. doi: 10.3390/ma12020203.
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