具有不同中空杆几何形状的生物陶瓷支架的增材制造与性能
材料科学
2023-03-21 v1 应用物理
生物物理
医学物理
摘要
增材制造的中空杆生物陶瓷支架为在患者定制化骨组织工程中实现增强性能提供了一种有前景的策略。此类支架中的通道为营养与细胞运输提供通路，并促进有效的骨整合与血管化。在本研究中，我们报道了一种基于浆料的改性透辉石生物陶瓷增材制造方法，其能够制备具有多样化横截面形式的中空杆支架，并以不同的通道与杆几何构型为区分。所制备的支架展现出适于骨质疏松骨修复的孔隙率与机械强度水平。正交方向上的力学表征表明，木堆结构中空杆的平方外横截面所产生的抗压强度高于传统实心圆柱杆支架，尽管其密度显著更低。有限元分析证实，此种增强的强度源于此类几何中较低应力集中。研究表明，生物陶瓷支架中的中空杆显著增加了细胞附着与增殖，可能促进支架通道内新骨组织形成。本工作提供了一种易于控制的基于挤出的三维打印中空杆支架方法。我们在此展示了具有可控几何形状的中空杆的制备如何同时提升多孔结构的功能与机械性能，对骨组织工程支架尤具意义。
引用
@article{arxiv.2303.11051,
title = {Additive manufacturing and performance of bioceramic scaffolds with different hollow strut geometries},
author = {Shumin Pang and Dongwei Wu and Aleksander Gurlo and Jens Kurreck and Dorian A H Hanaor},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.11051},
year = {2023}
}