近日,材环学院3D打印成型团队最新研究成果“Evaluation ofPolyetheretherketoneCompositesModified byCalciumSilicate andCarbonNanotubes forBoneRegeneration:MechanicalProperties,Biomineralization andInduction ofOsteoblasts”发表在《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》(影响因子5.89,中科院二区)期刊上。曹剑飞博士为论文第一作者,十大正规平台为第一署名单位。
聚芳醚酮(PEEK)因其高的热稳定性、优良的机械性能、良好的生物相容性和射线可透性,已经广泛地应用于创伤、牙周组织缺损、脊柱和颅颌面修复等生物医用领域。但PEEK骨结合性差和机械强度不足等问题严重限制了其在承重骨移植和外科手术中的应用。本课题首次制备了碳纳米管(CNT)/硅酸钙(CS)/聚醚醚酮(PEEK)骨修复3D打印支架并研究该支架在骨组织移植方面的应用潜力。
实验结果表明CNT/CS/PEEK材料的机械强度接近纯PEEK,但表面亲水性和粗糙度都显著提高。在人体体液中浸泡28天后,该3D支架表面形成大量类骨磷灰石,表现出良好的生物矿化能力。根据小鼠胚胎成骨前体细胞的粘附、增殖、MTT和ALP实验结果,证实CS和CNT促进了MC3T3-E1细胞在支架表面的传代和成骨分化。因此,该CNT/CS/CS/PEEK三元复合材料与支架具有优良的生物活性与体内相容性,可能在颅颌面修复和外科骨植入方面有良好的应用前景。

图1 CNT/CS/PEEK三元复合材料与支架的制备过程

图2 MC3T3-E1细胞在支架表的粘附与增殖情况
文章链接:http://frontiersin.org/articles/10.3389/fbioe.2023.1271140/full
(撰稿人:喻红梅 审稿人:胡志华 丁义超)