【摘 要】
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在这项研究中,我们选用绿色低毒的碳酸二甲酯（DMC）作为有机高分子聚合物聚己内酯（PCL）的溶剂,同时引入骨传导性能良好的纳米羟基磷灰石（HA）,使用低温挤出沉积制造工艺（LDM）制备新型的三维（3D）多孔组织工程骨支架。在支架的制备过程中,设计并搭建一台基于气动挤出的多喷嘴低温3D打印机,并使用该设备成功制备具有3D几何形状和所需大孔结构的支架毛坯,随后在对支架毛坯进行冷冻干燥的过程中,由于相分
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在这项研究中,我们选用绿色低毒的碳酸二甲酯（DMC）作为有机高分子聚合物聚己内酯（PCL）的溶剂,同时引入骨传导性能良好的纳米羟基磷灰石（HA）,使用低温挤出沉积制造工艺（LDM）制备新型的三维（3D）多孔组织工程骨支架。在支架的制备过程中,设计并搭建一台基于气动挤出的多喷嘴低温3D打印机,并使用该设备成功制备具有3D几何形状和所需大孔结构的支架毛坯,随后在对支架毛坯进行冷冻干燥的过程中,由于相分离,所制造的支架产生微孔结构。通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、万能试验机、差示扫描量热仪（DSC）和接触角测试仪测试来表征支架。通过体外细胞培养实验测试支架的生物相容性。结果表明:使用DMC作为溶剂,基于LDM技术制备的PCL骨支架表面存在微孔结构,微孔直径在1～10μm之间,支架断面呈鱼骨状,同时具有较好的机械性能。10%wt-HA/PCL和20%wt-HA/PC复合骨支架,大孔平均直径在421.4±21.3μm之间,表面同样存在微孔结构,同时也发现20%wt-HA/PCL复合骨支架的HA团聚明显;XRD和FT-IR结果表明DMC并未改变PCL的结晶结构,且冷冻干燥后DMC全部挥发,HA可与PCL很好地“共存”,它们之间没有明显的化学作用,这造成了HA/PCL复合骨支架的拉伸性能低于PCL骨支架;DSC结果表明HA的加入提高了材料的冷却结晶温度,降低了材料的熔融温度;接触角测试显示HA的加入增加了支架材料的亲水性。将小鼠骨髓间充质干细胞（MSCs）接种在支架1、3和7天,对第1天支架浸提液-细胞复合物进行活细胞/死细胞染色（AM/PI）,结果表明HA的加入改善了细胞的增殖;采用CCK-8法,检测1、3和7天的细胞增殖,结果表明HA分散越均匀,越能促进细胞增殖。总之,这显示出选用绿色低毒溶剂DMC,基于低温3D打印挤出沉积制造技术制备的HA/PCL复合多孔支架在骨组织工程中有着广阔的前景。
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