研究背景骨缺损至今仍是最常见的骨科问题之一,严重影响着人类的健康。临床上,对于因创伤、肿瘤切除、先天畸形等原因导致的骨缺损,需通过骨移植来完成修复。自体骨和同种异体骨是最常用的骨移植材料,但它们存在供体有限、能引起疾病传播和并发症发生率高等缺点。多孔钛合金支架能克服传统骨移植物的缺点,在提供力学支撑的同时,引导骨组织再生,成为治疗骨缺损的可行方法。支架的孔隙率和孔径大小能影响细胞粘附、细胞迁移、毛细血管形成和新生骨形成,然而最利于细胞生长和骨缺损修复的孔隙率和孔径大小目前仍无定论。本研究通过3D打印(选择性激光熔化)技术制备了不同孔隙率和孔径大小的多孔钛合金支架,验证其在骨缺损修复中的安全性和有效性,并探索最适于骨缺损修复的孔隙率和孔径大小组合,为今后多孔钛合金支架的骨科临床应用提供实验依据。研究方法使用计算机辅助设计软件设计孔隙率分别为60%和70%,孔径大小分别为500 μm,600 μm和700 μm的多孔支架,以钛合金Ti6A14V ELI粉末作为原料,通过3D打印(选择性激光熔化)技术,制备出六组多孔钛合金支架。通过压缩实验、润湿角测定和蛋白质吸附实验研究多孔钛合金支架的机械性能和物理性能。通过CCK-8实验,活/死细胞染色和扫描电子显微镜观察细胞形态,对多孔钛合金支架的体外细胞毒性进行了评估。利用细胞荧光拍照和DNA含量测定对多孔钛合金支架表面细胞的增殖进行了研究。通过碱性磷酸酶活性定量检测和qPCR检测成骨相关基因(骨形态发生蛋白-2,1型胶原,骨钙素,骨桥蛋白和Runt相关转录因子-2)的表达,研究支架孔隙率和孔径大小对细胞成骨分化的影响。使用多孔钛合金支架对SD大鼠股骨外侧髁骨缺损进行修复,Micro-CT分析和硬组织切片染色对骨长入进行分析,探索适于骨长入的最佳孔隙率和孔径大小组合。研究结果使用3D打印(选择性激光熔化)技术制备出的多孔钛合金支架有较高的精确度,与设计具有一致性。支架抗压强度为73 MPa-207 MPa,弹性模量为2.1 GPa-4.7GPa,表面润湿角均小于90°。体外细胞毒性评价分级为0级或1级,符合国家医用材料合格标准。孔隙率为60%,孔径大小为500 μm的多孔钛合金支架较其他支架更适于骨髓间充质干细胞的增殖、成骨分化,在大鼠股骨外侧髁骨缺损的修复中取得了最佳的修复效果。研究结论利用3D打印技术制备的多孔钛合金支架具有较高的抗压强度以及与人体骨组织相近的弹性模量,体外毒性评价结果符合国家医用材料合格标准。多孔钛合金支架有良好的生物相容性,能有效修复骨缺损,支架的最佳孔隙率为60%,最佳孔径大小为500 μm。