3D打印含镁聚己内酯支架修复大鼠颅骨缺损

目的 评价3D打印含镁(Mg)聚己内酯(polycaprolactone,PCL)支架在大鼠颅骨缺损模型中的骨修复效果.方法 通过3D打印技术制备掺杂Mg微粒的PCL支架,以纯PCL支架为对照组,用扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)观察两种支架的表面形貌,用能谱分析仪(energy dispersive spectroscopy,EDS)分析表面元素成分,并通过接触角仪和电子万能试验机对其材料学性能进行表征.此外,将PCL-Mg支架浸入磷酸盐缓冲液中,连续28 d检测镁离子的释放行为.本研究已通过单位伦理委员会审查批准.建立SD大鼠颅骨临界尺寸缺损模型,根据植入支架材料不同,15只SD大鼠分为3组:PCL组、PCL-Mg组和对照组(未作处理),每组5只.术后4周和8周进行micro-CT扫描检测分析,并在8周后获取颅骨缺损区样本及大鼠主要脏器进行组织学染色.结果 通过3D打印技术制备掺杂Mg微粒的PCL支架孔径为(480±25)μm,纤维直径为(300±25)μm,孔隙率约为66％.PCL-Mg支架含Mg 1.0 At％,表明Mg微粒的成功掺杂.PCL-Mg支架的接触角为68.97° ±1.39°,压缩模量为(57.37±8.33)MPa,相较PCL支架显示出更好的润湿性和机械强度.在术后4～8周的观察期内,与对照组及PCL组相比,在PCL-Mg组大鼠颅骨缺损区观察到最佳的新生骨形成,其骨再生指标新生骨体积、骨体积分数、骨表面积、骨表面积组织体积比、骨小梁厚度、骨小梁数和骨矿物密度均显著优于对照组、PCL组.另外,H&E染色、Glodner染色和VG染色结果显示PCL-Mg组诱导较多的矿化新生骨形成,同时主要脏器H&E染色提示良好的生物安全性.结论 PCL-Mg支架能够促进骨缺损的修复,为颌面部骨缺损修复提供了新的支架材料选择,具有潜在的临床应用前景.