基于3-D打印技术的韧带-骨复合支架制造与体内植入研究

作     者：张文友 贺健康 李翔 刘亚雄 边卫国 李涤尘 靳忠民 

作者机构：西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049 瑞士苏黎世理工学院生物力学研究所 西安交通大学第一附属医院骨科 英国利兹大学医学与生物工程研究所 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51105298 51323007) 高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20110201120027) 中央高校基本科研业务费专项资金 

出 版 物：《中国修复重建外科杂志》 (Chinese Journal of Reparative and Reconstructive Surgery)

年 卷 期：2014年第28卷第3期

页      码：314-317页

摘      要：目的为解决韧带重建手术中韧带移植物与宿主骨组织的固定问题,提出采用韧带-骨复合支架进行韧带修复重建的思路,探讨基于3-D打印技术的韧带-骨复合支架制造方法,通过动物实验评价其体内力学与生物学性能。方法采用三维设计软件设计骨支架模型,通过布尔运算生成骨支架负型,用3-D打印技术制作骨支架负型树脂模具,将陶瓷浆料灌注入骨支架负型树脂模具中,凝固并高温烧结获得骨支架。将蚕丝纤维脱胶编织形成韧带支架,与骨支架用固定钉装配形成韧带-骨复合支架。将制备的韧带-骨复合支架植入10只4月龄健康家猪左膝关节前交叉韧带断裂位置,3个月后对再生韧带及韧带-骨界面进行生物力学检测和组织学观察,以仅保留前交叉韧带的右膝关节作为对照。结果生物力学检测显示,对照组前交叉韧带承受的最大拉伸力和蠕变量分别为(1 384±181)N和(0.74±0.21)mm,实验组植入后3个月韧带-骨复合支架分别为(370±103)N和(1.48±0.49)mm,比较差异均有统计学意义(t=11.617,P=0.000;t=—2.991,P=0.020)。HE染色示,实验组骨支架内部有新生骨形成,在韧带支架与宿主骨组织间形成了与自然韧带-骨界面相似的分层结构。结论基于3-D打印技术成功制备韧带-骨复合支架,并在猪体内初步实现了韧带-骨界面的再生。

主 题 词：3-D打印技术 韧带 骨复合支架 骨组织工程 猪 

学科分类：08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 081201[081201] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.7507/1002-1892.20140071

馆 藏 号：203227517...