摘要：目的分析不同孔隙结构和孔隙率骨组织工程支架的力学性能,并对支架的孔隙结构进行改进设计使其性能提高。方法利用SolidWorks软件进行方形孔、球形孔和圆柱形孔3种结构55%~75%孔隙率的支架建模,计算得到各结构的表面积体积比;利用ANSYS Workbench软件进行结构受力的有限元计算,得到支架结构的应力分布和等效压缩模量;根据应力分布的特点,将方形孔的支架结构改进为长方形孔隙结构和长方体单元结构两种支架。结果随着孔隙率的增加,3种结构的表面积体积比均增大,对于相同的孔隙率,方形孔和球形孔的表面积体积比较大,圆柱形孔最小;3种结构的最大压应力总体趋势是随着孔隙率的增加而增大,对于同一孔隙率的3种结构,方形孔的最大压应力最小;3种结构的模量和孔隙率近似呈线性关系,方形孔和圆柱形孔的模量值相近;60%孔隙率的方形孔及两种改进结构应力分析表明,两种改进结构的平行于应力方向的4条棱侧壁应力可减小约15%。结论方形孔的表面积体积比和力学性能比相同孔隙率的球形孔和圆柱形孔结构要更有优势,而改进的两种结构又可以提高方形孔的力学性能,两种改进的孔隙丰富了组织工程支架的结构,研究结果为两种支架的临床应用提供力学依据。

摘要：骨组织工程的发展,要求充分结合材料工程与生物工程相关知识,对植入材料进行分子及细胞水平的设计。细胞外基质材料(支架材料)的选择与制备是骨组织工程的一项重要而关键的任务。如何找到能促进并指导细胞黏附、增殖的支架材料是目前骨组织工程研究的热点之一。介绍了骨组织工程相关原理,并综述了几种支架材料的发展研究现状。

摘要：增材制造是通过逐层叠加材料的方式构造实体的先进制造技术,它能够快速、精确地制备具有特定形态和结构的骨组织工程支架以满足不同患者的需求,在生命科学领域受到了极大的关注。然而,不同的增材制造技术具备各自的优缺点,在临床应用上存在局限性。主要介绍了近年来基于增材制造制备组织工程骨架的研究进展,就几种主要的增材制造技术,具体讨论了当前骨组织工程支架的制备水平,并对该领域的未来发展趋势和面临的挑战进行了展望。

摘要：为使抗骨结核药物在病灶区长期维持一定浓度,并促进术后缺损处的骨修复,应用羟基磷灰石、聚乙烯醇、丝素蛋白作为药物载体材料,结合自制机械式挤出装置制备同轴梯度骨组织工程支架。为使骨组织工程支架顺利植入体内,且保证支架负载的药物持续缓慢地释放,现对药物载体材料骨组织工程支架降解性能进行测试。研究发现降解10周后,无丝素蛋白的单轴支架的降解率为40.14%,同轴骨组织工程支架降解率为28.15%,说明复合丝素后降解速率明显变缓,这为药物长期释放提供可能。降解10周后,降解液pH值为6.8,溶液呈弱酸性。高倍扫描电镜图显示同轴骨组织工程支架微孔结构分布均匀,孔径尺寸随降解时间延长不断变大,可为新骨生长提供空间。力学实验测试结果表明同轴骨组织工程支架降解10周后抗压强度是12.61MPa,满足人体松质骨承载要求。

摘要：概述组织工程学,是应用细胞生物学和工程学原理及其技术,以生物材料为载体,研究开发、设计构建与重建,改善损伤组织形态和功能的生物替代物,维护人体细胞组织生长的一门新兴交叉学科,在临床医学尤其外科领域具有广阔的应用前景.组织工程学技术的研究已有重大突破,创伤后组织缺损、功能损害的有关组织工程学的研究进展最快.由于运动系统的组织结构相对简单,软骨与骨组织结构相对单一[1],而软骨与骨缺损在临床上又较为常见,因此骨组织工程学在骨科领域可能会率先进入临床应用阶段.

摘要：磷酸钙与胶原是天然骨组织的重要组成成分,介绍了一种仿生设计磷酸钙与胶原双相复合的多级仿生骨组织支架.采用双氧水发泡技术精确定制磷酸钙支架孔结构,结合真空灌注胶原以及仿生矿化技术,构建磷酸钙,胶原双相多级仿生骨组织支架,材料的孔结构及化学组分可实现定制设计.通过对支架材料测试表征,结果显示,这种无机/有机/无机多级仿生支架材有良好的力学性能.材料的体外细胞实验结果证实,这种多级仿生支架材料具有良好的生物相容性.

摘要：近年来,随着3D打印技术的飞速发展,人们开始通过3D打印技术去不断完善适合不同需求的定制骨组织工程支架。由于组织工程制造的支架是需要植入生物体内的,这就对支架有着极为严苛的要求。3D打印技术作为一种新兴制备骨组织工程支架的技术,其最大的优点是可以依照需求来定制个性化形状、结构,良好的宏微观结构、润湿性、机械强度和细胞反应的新型骨组织工程支架。本文回顾了2014—2019年间对骨组织工程支架的研究,对3D打印骨组织工程支架进行了总结,并且介绍了在多功能骨组织工程支架设计与制作中的理念与研究。

摘要：构建聚己内酯(PCL)、羟基磷灰石(HA)脚手架的CT三维重建模型.对股骨和腰椎脊柱标本进行CT激光扫描得其结构,以PCL-HA为材料并用3D打印技术按所得结构制成骨组织工程支架.测量该支架的毛坯形式、纤维支架直径和孔隙度,以及加载力、最大负担力和变形值的力学数据.组内每个支架的孔隙连接率为100%,各支架的总参数和微结构参数与设计值比较无显著性差异.当荷载为320 N时,3种不同筒形支架的最大承受压力下,加载力、变形和变形值无显著差异.通过CT和CAD逆向技术的结合完成复杂的骨组织工程支架设计和制造,对比在大负荷不同的多孔支架的物理性能结构方面没有显著性差异的影响.

摘要：组织工程是利用种子细胞、支架材料和生长因子，通过体外培养或构建的方法，实现受损组织和器官的修复和再造，在再生医学领域有重要应用．近年来，作为组织工程最重要的部分，支架材料的设计和制备得到了快速的发展．但是，在临床应用中，进行支架或者再生组织移植时，却面临着感染的风险．细菌或真菌感染不但会直接导致组织修复失败，还会增加患者治疗或者二次手术的疼痛和费用．

摘要：组织工程支架作为培养组织的载体,能为组织提供各种微环境,是决定组织培养能否成功的关键。针对骨组织工程体外培养对支架内部微流体流场的要求,设计了包括仿生结构和螺旋结构的4种骨组织工程三维多孔支架。基于Navier-Stokes方程建立了骨支架内部流场的数学模型,利用ANSYS Fluent对骨组织工程支架内部营养液和骨细胞流动状态进行了数值模拟,分别得到了4种骨组织工程支架流场的压力分布云图、速度分布云图和剪应力变化曲线。研究结果表明,仿生结构骨支架主管道与哈佛管、浮克曼管的流速相差很大,而螺旋结构支架流体速度分布均匀;分析了壁面流体剪应力分布情况,仿生结构骨支架壁面流体剪应力偏大,且分布不均匀,而螺旋结构支架剪应力偏小,但分布均匀;通过调整边界条件与优化内部结构,流体压力、流速更均匀,流体剪应力达到0.2~0.3 Pa之间,满足人体组织生长的需要。这对骨组织工程支架的设计与应用提供一定的指导作用。