不同孔径3D打印三周期极小曲面基元支架调控成骨细胞生物学行为的研究
程德斌
张昭
付军
刘冬
范宏斌
空军军医大学附属西京医院骨科,陕西西安 710032
摘要：目的 基于3D打印三周期极小曲面(triply periodic minimal surfaces,TPMS)基元支架,探索不同孔径对成骨细胞MC3T3-E1增殖和分化的影响,为3D打印个性化假体多孔结构的设计提供理论基础.方法 基于TPMS和选择性激光熔化(selective laser melting,SLM)设计和制造具有3种孔径(400 µm、600μm和800μm)的TPMS基元支架.将不同孔径的支架与成骨细胞MC3T3-E1共培养,通过细胞计数试剂(cell counting kit-8,CCK-8)、细胞骨架染色、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性和蛋白质印迹法(western blot,WB)分析评价其对成骨细胞增殖和分化的影响.结果 扫描电镜显示成功制造了不同孔径的3D打印TPMS基元支架,并且成骨细胞MC3T3-E1在支架中展现了良好的黏附性.CCK-8实验的结果表明,随着孔径的增大,MC3T3-E1的增殖性也明显增加.此外,TPMS基元支架在孔径大小为600μm时ALP的活性最高.WB分析进一步发现Ⅰ型胶原蛋白(collagen type Ⅰ,ColⅠ)、Runt 相关转录因子 2(Runt related transcription factor 2,Runx2)和骨桥蛋白(osteopontin,OPN)在 600 μm组的表达同样最高.结论 随着孔径的增大,3D打印TPMS基元支架更有助于成骨细胞增殖,而在孔径大小为600 μm时最有助于成骨细胞分化.
关键词：3D打印三周期极小曲面成骨细胞孔径分化
分类号：R318.08(医用一般科学)
资助基金：国家自然科学基金(31971272)陕西省国际科技合作重点项目(2023-GHZD-25)陕西省自然科学基金(2022SF-054)
论文发表日期：2023-11-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 994-1000 )
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