3D打印碳微晶格支架为骨再生提供新方案
2025-08-04 15:39
来源:IMDEA Materials
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IMDEA材料研究所最新研究证实,3D打印碳微晶格可作为骨组织工程的可调支架。该成果发表于《小型结构》杂志,为骨修复领域提供了创新性解决方案。这些图像展示了如何将树脂3D打印与热解相结合,制造出碳材料的3D复杂晶格结构。图中白色结构由前体光固化树脂制成,黑色结构为热解后的碳结构,展示了热解过程中发生的显著收缩

研究团队采用聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)进行3D打印,通过高温热解工艺转化为热解碳(PyC)支架。项目负责人Monsur Islam博士表示:"这是首次对3D打印PyC支架进行全面的体外评估。我们成功实现了无需生物活性添加剂即可引导细胞行为的碳基结构。"

该碳微晶格具有三大优势:首先,通过调节500°C至900°C的热解温度,可精确控制支架的机械性能和表面特性;其次,材料收缩率达80%仍保持结构完整性,实现更高打印分辨率;最后,其力学性能与天然骨相匹配,同时具备良好的生物相容性。

实验数据显示,较低温度处理的支架含氧基团更多,促进细胞增殖;而高温处理的支架则展现更优的机械强度和导电性。Islam博士指出:"这种可编程特性为临床治疗提供了灵活选择,标志着碳材料在再生医学应用的重要突破。"

相比传统聚合物或陶瓷支架,PyC微晶格兼具可加工性和功能性,其与MRI监测的兼容性更优于金属植入物。该研究为开发个性化骨修复方案开辟了新途径。

更多信息: Monsur Islam 等,3D 打印聚乙二醇二丙烯酸酯热解碳微晶格及其对骨再生和小结构体外评估(2025)。

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