摘要：针对目前骨组织工程支架微孔结构难以准确设计制备的问题,提出了一种基于点云的参数化建模+3D打印新方法。通过提取cube(C)、diamond(D)、gyroid(G)3种结构的型面函数点云数据,完成对不同孔结构特征的参数化建模。通过对模型有限元力学分析,对不同孔结构特征的多孔钛骨组织支架进行力学设计与订制。借助激光选区熔融(SLM)3D打印技术,完成对不同孔特征的骨组织支架快速成型。对多孔钛骨组织支架进行了相关材料学表征,包括孔结构表征与力学性能测试。结果表明:参数化模型的快速成型制造,能够有效地设计制备钛合金骨组织工程支架的孔结构特性,且可有效设计订制支架的力学性能,从仿生的角度实现多孔钛合金骨组织工程支架生物学功能的设计优化。

摘要：骨在组织工程中得到了非常广泛、深入的研究。支架材料与许多可降解材料一起也在进行探索性研究。用于骨组织工程的生物材料可以是三维多孔的刚硬材料 ,也可以是可注射材料。本文从聚合物角度综述了骨组织工程对支架材料的基本要求 ,用于骨组织工程的可降解生物材料、支架材料的设计和制备技术以及支架材料的表面修饰等方面的研究进展。

摘要：优化支架结构的设计促进骨再生一直是骨组织工程的研究重点。近年来,许多研究表明微孔结构对生物陶瓷支架的成骨具有重要作用。本文从微孔生物陶瓷支架的力学性能、促成骨的机制和其作为载体在骨修复中的应用三方面总结微孔生物陶瓷支架在骨组织工程中的研究进展。

摘要：目的:设计并构建一套骨组织工程用三维灌注生物反应器系统。方法:①明确骨组织工程用生物反应器系统的设计原则。②灌注小室由管状玻璃主体、聚四氟乙烯螺帽以及橡胶O型圈构建组成。整个系统通过铂处理的硅胶管以及三通和四通将3个灌注小室、双向蠕动泵、培养液贮存瓶、废液贮存瓶、接种口和空气滤膜连接构成。③研究生物反应器系统操作程序。④计算细胞/支架结构体内细胞受到的流体剪切力。结果:设计并构建了一套三维灌注生物反应器系统,既可以减轻内外扩散限制,也可以将力学刺激作用于细胞。该系统区别于其他设计的主要特点是:将细胞接种和长期培养整合于一体构建工程化组织;培养基可以完全穿过支架内部;同时,其模块式设计不仅可以增加工程化组织培养的数量,而且可以根据实验目的在不同时间点灵活方便地收获结构体。结构体内细胞所受到的流体剪切力可以根据灌注速率和支架性质进行计算。结论:所设计的三维灌注生物反应器系统在骨组织工程中具有广阔的应用前景,不仅可以构建工程化骨组织用于临床修复骨缺损,而且可以用于研究流体剪切力作用对骨细胞在三维支架中行为的影响。

摘要：目的:自主研发一种基于熔融沉积成形原理的骨组织工程支架3D打印系统,定量评价其打印聚乳酸(polylactide,PLA)、聚己内酯(polycaprolactone,PCL)制件的宏观和微观结构精度可控性。方法:系统硬件部分为基于三轴步进电机控制的单喷头熔融挤出材料的混元-Ⅰ型生物打印机,喷头直径为0. 3 mm,配套打印分层软件生成打印控制代码为Gcode格式文件。用Imageware设计长×宽×高为10 mm×10 mm×2 mm的长方体,保存成STL文件。将文件导入配套打印分层软件并设定长方体内部为均匀分布的长方体孔隙结构,打印层厚0. 2 mm,生成Gcode代码并用混元-Ⅰ型生物打印机分别打印PLA和PCL制件,每种材料重复打印10次。打印完成并充分自然冷却后取下,获得PLA、PCL打印制件(10个×2组)。用游标卡尺测量每个制件的宏观尺寸,每组任意选取3个制件用激光三维形貌测量显微镜扫描并测量每个制件层间重叠和无层间重叠区域的孔隙尺寸与实体支撑梁的直径。结果:所建立系统打印的PLA、PCL制件孔隙规则且相互贯通,宏观尺寸分别为PLA:长9. 950(0. 020) mm,宽9. 950(0. 003) mm,高1. 970(0. 023) mm; PCL:长9. 845(0. 025) mm,宽9. 845(0. 045) mm,高1. 950(0. 043) mm。内部结构PLA、PCL层间重叠部分支撑梁直径稍有增粗,前者较明显。各测量值中PLA层间重叠区域孔隙(274. 09±8. 35)μm与设计值差值最大,为26. 91μm。结论:应用自主研发的组织工程支架3D打印系统可完成PLA、PCL多孔支架的打印,该系统对宏观、微观结构的可控性满足研究应用需求。

摘要：背景:应用骨组织工程材料来治疗骨缺损疾病是现在研究的热点,材料选择和体内实验设计是研究的重点。目的:总结近10年来在体内实验中骨组织工程材料修复骨缺损模型的研究进展。方法:以"骨组织工程、骨缺损和体内实验"为中文检索词,检索CNKI、万方数据库;以"Bone tissue engineering,Bone defect and In vivo experiment"为英文关键词,检索PubMed数据库,检索时间范围为2010年1月至2019年12月,共检索得到264篇文献,经筛选后对符合标准的74篇文献进行归纳分析。结果与结论:骨组织工程是治疗骨缺损疾病的新手段,但实际应用的骨组织工程材料种类繁多,单一材料不可避免出现材料应用的局限性,而复合材料能改善材料性能,提高骨修复能力。同时,体内实验是验证材料实际应用能力的有力检验,能检测出体外实验未能发现的不足之处,为骨组织工程材料的实际应用提供数据支持。

摘要：在理想骨组织工程支架所需满足条件的基础上,从材料的选取、设计、制备等方面就其发展现状做出了简要总结。国内外大量的实验证实了骨组织工程支架缺损修复的可行性、有效性及优越性。然而,目前构建的骨组织工程支架还很不完善,在力学性能、降解速度、结构形态、生物活性等方面仍有许多问题亟待解决。随着骨组织工程及其相关领域研究的深入和进步,骨组织工程支架的研究将会具有突破性的进展。

摘要：背景:骨组织工程支架由于其无限制的供应和无疾病传播,被认为是传统骨移植的一种潜在替代物,然而,骨组织工程支架由于一些局限性或挑战性还没有进入临床实践。目的:讨论骨支架的临床和力学要求,总结各种支架所采用的生物材料以及骨组织工程支架领域面临的挑战及未来走向。方法:以“bone tissue engineering,bone scaffold,biomaterials,bone histology,bone defect,bone repair”为英文检索词,以“骨组织工程,骨支架,生物材料,骨组织学,骨缺损,骨修复”为中文检索词,运用计算机在CNKI、万方数据库、PubMed数据库检索有关于骨组织工程支架的相关文献,时间要求为2005至2020年,并进行系统的归纳、总结和分析,对骨组织工程支架的研究新进展及挑战进行全面阐述。结果与结论:目前骨组织工程支架制备中主要使用的有天然衍生生物材料、人工合成生物材料和金属材料,这些材料已被用于制造仿生支架,以支持骨组织生长和再生。骨组织工程支架材料的研究虽然取得了很大的进展,但骨组织工程真正应用于临床仍有许多关键的障碍有待清除。今后研究的重点是寻找一些与人自体骨组织结构、性能相类似的材料,并对其进行仿生设计,从而研制出与人自体骨结构、性能相似的组织工程人工骨。

摘要：目的对用于骨组织工程的体内生物反应器(in vivo bioreactor,IVB)的研究进展进行综述,为后续研究提供参考。方法查阅近年来骨组织工程IVB相关文献,从IVB构建原则、构建IVB的组织类型、部位及方法,以及IVB用于构建组织工程骨的优劣等方面进行综述。结果 IVB是利用机体自我再生能力,把身体作为生物反应器在损伤部位或能够支持新组织再生的异位部位再生新组织或器官。IVB可由组织瓣(皮下袋、肌瓣/袋、筋膜瓣、骨膜瓣、大网膜瓣/腹腔)和轴向血管蒂(轴向血管束、动静脉环)单独或联合构建。使用IVB能预构与骨缺损形状、大小匹配的血管化组织工程骨。预构的骨组织可作为游离骨移植物、带蒂骨瓣或游离骨瓣修复骨缺损。IVB解决了传统骨组织工程血管化不足的问题。结论 IVB是一种有临床应用前景的血管化组织工程骨预构和骨缺损修复重建的方法,在修复大型复杂骨缺损方面有着独特优势。但因IVB存在构建复杂以及手术并发症等问题影响了其临床应用,后续需致力于开发一种简单、安全、高效的IVB。

摘要：学术背景:骨组织工程用支架材料是骨组织工程研究的主要内容之一,筛选和制备出一种理想的支架材料对于组织工程学发展和应用于临床至关重要。目的:介绍目前研究中出现的各种不同材料的生物学特性和临床应用,展望骨组织工程支架材料的发展方向。检索策略:应用计算机检索NCBI Pubmed数据库1997-01/2007-01关于骨组织工程中支架材料的文章,检索题词包括"bone,tissue engineering,scaffold,bone defect",限定语言种类为"English";同时检索中国期刊全文数据库1997-01/2007-01中文期刊相关文章,检索词为"骨,组织工程,支架材料,骨缺损"。纳入标准:内容与骨组织工程支架材料的结构、生物学特性及临床应用有关,论文具有原创性,观点明确,论据可靠。排除标准:设计不合理的文章及观点模糊的综述。文献评价:初检得到325篇文献,阅读标题和摘要进行初筛,排除238篇,保留87篇,进一步查找全文,保留30篇完全符合纳入标准的文献进行综述。资料综合:目前尚未能制备出一种理想的支架材料。临床上研究较多的有以下几种:①天然有机高分子材料:包括胶原、脱钙骨基质、生物衍生骨支架材料等。②人工合成有机高分子材料:以聚乳酸、聚羟基乙酸及其共聚物PLGA应用最为广泛。③无机材料:应用较为广泛的为羟基磷灰石、磷酸三钙和珊瑚等。④复合材料。⑤添加基因的支架材料。结论:骨组织工程的支架材料应具有支持结构、组织相容和引导成骨的作用。目前骨组织工程的支架材料种类很多、来源不同、性能各异。