【摘 要】
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目的利用3D打印技术制备不同质量比多孔玻璃/羟基磷灰石骨修复材料,观察复合支架的表面形貌特征,检测其力学性能、孔隙率及降解性能;制备复合支架负载VAN/PLGA缓释微球,检测其细胞相容性、成骨性能、药物释放浓度及体外抗菌活性,为进一步动物实验提供理论和实验支持。方法采用生物活性玻璃（BG%）/羟基磷灰石（HA%）质量比分别为BG0/HA100、BG10/HA90、BG20/HA80、BG30/HA
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目的利用3D打印技术制备不同质量比多孔玻璃/羟基磷灰石骨修复材料,观察复合支架的表面形貌特征,检测其力学性能、孔隙率及降解性能;制备复合支架负载VAN/PLGA缓释微球,检测其细胞相容性、成骨性能、药物释放浓度及体外抗菌活性,为进一步动物实验提供理论和实验支持。方法采用生物活性玻璃（BG%）/羟基磷灰石（HA%）质量比分别为BG0/HA100、BG10/HA90、BG20/HA80、BG30/HA70、BG40/HA60、BG50/HA50、BG100/HA0配比的混合液作为打印墨水,应用Wolfram Mathematica 9.0软件建模后利用3D打印技术制备复合支架。通过扫描电镜观察各组复合支架的外观结构、显微结构,采用阿基米德排水法计算不同质量比复合支架的孔隙率,通过万能生物力学实验机检测不同质量比复合支架的抗压强度,最后将不同质量比的复合支架浸泡入缓冲液,计算不同浸泡时间后复合支架的质量损失进行体外降解实验。选出最优配比BG20/HA80复合支架后,将VAN/PLGA缓释微球负载于BG/HA支架上;将小鼠胚胎成骨细胞前体细胞MC3T3-E1传代3次后分别接种在BG20/HA80/VAN/PLGA复合支架、BG0/HA100/VAN/PLGA复合支架上,采用CCK-8实验、q RT-PCR技术、Western Blot技术、药物缓释试验、体外抗菌实验检测两组支架对MC3T3-E1增殖的影响、促成骨相关基因m RNA及蛋白的表达情况、药物释放浓度及体外抗菌能力。结果将不同配比的各组复合支架进行宏观测量孔径均为500μm;扫描电镜后观察得出配比为BG20/HA80组微观孔隙结构较为均匀;通过阿基米德排水法测得除BG100/HA0组外孔隙率均达到50%以上,符合骨修复材料的要求,BG20/HA80组与BG100/HA0组孔隙率差异有统计学意义（P＜0.05）。力学分析结果得出除BG0/HA100、BG10/HA90组外抗压强度均在2MPa以上,满足人体松质骨的应力要求;各组进行降解性实验得出,4周后BG20/HA80组的失重率是BG100/HA0组的2.7倍。CCK-8法结果表示相比纯HA支架,加入20%BG的复合支架对MC3T3-E1增殖能力有明显提升,表明复合支架可促进MC3T3-E1的增殖,且具有良好的生物相容性。q RT-PCR与Western Blot结果均显示BG20/HA80组中成骨相关基因在m RNA、蛋白的表达均具有明显升高,表明BG20/HA80复合材料可通过调控Runx-2、Osterix、Collagen-1、BMP-2基因的m RAN及蛋白水平的表达,促进成骨。药物释放及体外抑菌实验均显示BG20/HA80复合支架抗菌作用更明显。结论利用3D打印技术可制备质量比为BG20/HA80的复合支架,该支架孔隙率高,具备人松质骨抗压性能要求,具有良好的降解性能,BG20/HA80/VAN/PLGA复合支架的具有良好的生物相容性、成骨性及及体外抗菌能力,具有潜在的临床应用价值。
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