[目的]骨缺损是骨科的治疗难题。对于大段骨缺损的治疗,骨移植材料仍然是大多数外科医生的首选方法,因为它不仅能填补骨缺损部位的空间,而且还能为骨修复提供力学支撑。理想的骨材料能够促进骨愈合,含镁骨材料已在临床广泛应用,本研究的目的:1.验证一种具有生物活性的由聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)和磷酸三钙(TCP)为基本载体,同时掺入纯镁粉(Mg)的骨材料修复兔骨缺损的效果;2.尝试利用3D打印多孔支架联合膜引导再生技术修复兔骨缺损。[方法]1.含镁支架的制作。低温快速成型打印机制备了 PLGA/TCP(对照组)和含镁的PLGA/TCP复合材料支架,并对支架进行微型计算机断层(Micro-CT)扫描并重建,扫描电子显微镜观察显微结构,在体外进行细胞相容性检测以及力学测试。2.实验分组:建立了兔桡骨15毫米的骨缺损模型,空白组、单纯Ⅰ型胶原膜组,PLGA/TCP+Ⅰ型胶原膜组,Mg/PLGA/TCP+Ⅰ型胶原膜组,每组12只白兔,支架植入即刻,术后2,4,8和12周拍摄X光片评价骨缺损区修复情况。3.为了评价含有促骨生成活性的镁生物活性支架的体内成骨潜能。将24只新西兰白兔随机分为PLGA/TCP组和Mg/PLGA/TCP组,每组12只,空白组采用方法2中的数据。支架植入术后立即进行X线照相,然后在术后2,4,8和12周分别再次拍照。另外,术后4,8,12周进行Micro-CT扫描后用软件3D重建并观察缺损区域修复情况,用自带软件MicroView计算骨矿物密度(bone mineral density,BMD),骨体积分数(BV/TV,或BVF)和残余支架数量,和组织学观察新骨形成数量和支架降解情况。[结果]1.PLGA/TCP支架是白色,Mg/PLGA/TCP支架是灰黑色。支架大孔直径约450微米,支架孔隙率在85%以上,孔连通率97%以上。多孔支架体外试验结果显示有良好的相容性。含镁支架组显著比对照组压缩强度更高(P<0.01)。2.在桡骨1.5厘米骨缺损中,采用!型胶原膜包裹两种多孔支架,从4周开始可见骨断端逐渐封闭。3.术后X光观察和Lane Sandhu定量评分显示4到12周两种多孔支架组比空白组修复效果好(P<0.05),Mg/PLGA/TCP组的新生骨比PLGA/TCP组多,尽管无统计学差异(P>0.05)。Micro-CT自带软件MicroView分析后发现,4周时含镁支架组的BV/TV比对照组高(P<0.05)。含镁支架组的BMD高于对照组,虽然无统计学差异(P>0.05)。8周时含镁支架组的BV/TV和BMD比对照组高(P<0.05)。12周时,含镁支架组的BV/TV和BMD低于对照组,但无统计学差异(P>0.05)。术后4到12周剩余支架占总体积百分比含镁支架组小于对照组(P<0.05)。组织学结果显示,4周时含镁支架组比对照组有更多的新生矿化骨(P<0.05),8和12周时,剩余支架面积所占百分比含镁支架组显著少于对照组(P<0.05)。体外相容性实验结果,把大鼠骨髓间充质干细胞种植到支架上后,2天和7天进行死活染色,并用激光共聚焦细胞活体3D成像结果显示PLGA/TCP组和Mg/PLGA/TCP组均可以看到活细胞和很少量死细胞。[结论]1)选择了采用低温快速成型技术的3D打印机制作了 Mg/PLGA/TCP的带孔隙新型复合材料支架,此支架具有较高的孔隙率,孔连通性和良好的生物相容性和生物活性;2)选用新型Mg/PLGA/TCP支架用来修复兔桡骨节段骨缺损的体内实验表明,与PLGA/TCP支架相比,Mg/PLGA/TCP多孔支架展现出了理想的成骨潜能。综上所述,Mg/PLGA/TCP多孔支架可作为具有良好的生物相容性和潜在的临床应用价值的骨科替代材料。