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3D打印生物可降解WE43镁合金支架的生物相容性及对骨缺损的治疗
1
作者
闵树元
田耘
《北京大学学报(医学版)》
北大核心
2025年第2期309-316,共8页
目的:探讨3D打印工艺制造的多孔WE43镁合金支架的生物相容性,并观察其治疗新西兰大白兔股骨缺损的效果。方法:利用Sprague Dawley(S-D)大鼠骨髓间充质干细胞进行体外细胞毒性试验,根据培养液不同将细胞分为100%浸提液组、50%浸提液组、...
目的:探讨3D打印工艺制造的多孔WE43镁合金支架的生物相容性,并观察其治疗新西兰大白兔股骨缺损的效果。方法:利用Sprague Dawley(S-D)大鼠骨髓间充质干细胞进行体外细胞毒性试验,根据培养液不同将细胞分为100%浸提液组、50%浸提液组、10%浸提液组及对照组,将各组细胞分别培养1、3及7 d后,采用细胞计数试剂盒8(cell counting kit-8,CCK-8)法测定各组细胞活性。体内实验中,随机将3.0~3.5 kg新西兰大白兔分成实验组、骨水泥组与空白组3组,每组9只,每只均对左侧股骨外侧髁进行手术,利用骨钻制造直径5 mm、深6 mm的骨缺损,其中实验组植入WE43镁合金支架,骨水泥组植入硫酸钙骨水泥,空白组不做植入。在术后4、8与12周分别对每组3只进行二氧化碳麻醉法安乐死,对股骨及重要内脏器官进行取材,对左股骨外侧髁进行微计算机断层扫描(micro-computed tomography,Micro-CT)。对重要内脏器官制备切片,并使用苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色,对股骨外侧髁制作硬组织切磨片,使用亚甲基蓝酸性品红染色,在显微镜下观察。结果:细胞毒性试验中,培养1 d时,100%浸提液组细胞存活率高于对照组(140.56%vs.100.00%,P<0.05);培养3 d时,各组细胞存活率差异无统计学意义(P>0.05);培养7 d时,100%浸提液组细胞存活率低于对照组(68.64%vs.100.00%,P<0.05)。体内实验中Micro-CT扫描发现实验组在4周时大部分支架均已降解,高密度的支架所剩很少,12周时已无明显支架轮廓。在4周时,WE43镁合金支架周围有一定量气体生成,在8~12周时,气体明显减少。硬组织切磨片显示,实验组4周时支架周围有一定量细胞外基质和类骨质生成,骨水泥组中硫酸钙骨水泥已大部分降解,8周时实验组支架及其降解产物周围的类骨质明显增多,12周时实验组支架周围有新生骨与支架接触,骨水泥组与空白组新生骨较少。结论:3D打印工艺制造的多孔WE43镁合金支架生物相容性良好,具有良好的成骨性能,有潜力成为修补骨缺损的新型材料。
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关键词
生物可降解植入物
骨移植
物
镁合金
3D打印
骨缺损
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职称材料
题名
3D打印生物可降解WE43镁合金支架的生物相容性及对骨缺损的治疗
1
作者
闵树元
田耘
机构
北京大学第三医院骨科
出处
《北京大学学报(医学版)》
北大核心
2025年第2期309-316,共8页
基金
国家重点研发计划(2018YFE0104200)
国家自然科学基金(82172065)。
文摘
目的:探讨3D打印工艺制造的多孔WE43镁合金支架的生物相容性,并观察其治疗新西兰大白兔股骨缺损的效果。方法:利用Sprague Dawley(S-D)大鼠骨髓间充质干细胞进行体外细胞毒性试验,根据培养液不同将细胞分为100%浸提液组、50%浸提液组、10%浸提液组及对照组,将各组细胞分别培养1、3及7 d后,采用细胞计数试剂盒8(cell counting kit-8,CCK-8)法测定各组细胞活性。体内实验中,随机将3.0~3.5 kg新西兰大白兔分成实验组、骨水泥组与空白组3组,每组9只,每只均对左侧股骨外侧髁进行手术,利用骨钻制造直径5 mm、深6 mm的骨缺损,其中实验组植入WE43镁合金支架,骨水泥组植入硫酸钙骨水泥,空白组不做植入。在术后4、8与12周分别对每组3只进行二氧化碳麻醉法安乐死,对股骨及重要内脏器官进行取材,对左股骨外侧髁进行微计算机断层扫描(micro-computed tomography,Micro-CT)。对重要内脏器官制备切片,并使用苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色,对股骨外侧髁制作硬组织切磨片,使用亚甲基蓝酸性品红染色,在显微镜下观察。结果:细胞毒性试验中,培养1 d时,100%浸提液组细胞存活率高于对照组(140.56%vs.100.00%,P<0.05);培养3 d时,各组细胞存活率差异无统计学意义(P>0.05);培养7 d时,100%浸提液组细胞存活率低于对照组(68.64%vs.100.00%,P<0.05)。体内实验中Micro-CT扫描发现实验组在4周时大部分支架均已降解,高密度的支架所剩很少,12周时已无明显支架轮廓。在4周时,WE43镁合金支架周围有一定量气体生成,在8~12周时,气体明显减少。硬组织切磨片显示,实验组4周时支架周围有一定量细胞外基质和类骨质生成,骨水泥组中硫酸钙骨水泥已大部分降解,8周时实验组支架及其降解产物周围的类骨质明显增多,12周时实验组支架周围有新生骨与支架接触,骨水泥组与空白组新生骨较少。结论:3D打印工艺制造的多孔WE43镁合金支架生物相容性良好,具有良好的成骨性能,有潜力成为修补骨缺损的新型材料。
关键词
生物可降解植入物
骨移植
物
镁合金
3D打印
骨缺损
Keywords
Biodegradable implants
Bone graft
Magnesium alloy
3D printing
Bone defect
分类号
R681.8 [医药卫生—骨科学]
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作者
出处
发文年
被引量
操作
1
3D打印生物可降解WE43镁合金支架的生物相容性及对骨缺损的治疗
闵树元
田耘
《北京大学学报(医学版)》
北大核心
2025
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