新型明胶-无定形磷酸钙3D打印骨修复材料的制备
2021-04-23聂建华莫嘉琪
聂建华, 王 俊, 侯 勇, 程 江, 莫嘉琪
(1. 中山职业技术学院信息工程学院, 中山 528404; 2. 华南理工大学化学与化工学院, 广州 510640)
磷酸三钙(Tricalcium Phosphate,TCP)的成分与生物体原生骨组织相近,因而具有优良的相容性、降解速率、骨传导性等生物学性能,并已被广泛应用于骨缺损移植修复等领域[1-2]. 通常,骨缺损的形状、结构、程度因人而异,因此骨修复材料的临床需求也千变万化,导致很难通过诸如骨水泥等传统工艺将TCP制成理想的骨修复材料[3~5]. 随着基于液滴/颗粒交互作用的粉末粘接类3D打印技术日趋成熟,骨修复的关键技术瓶颈才被有效突破. 因为3D打印技术理论上能打印制作任意结构和形状的实体成品,所以该技术非常适合用于小批量制造形状不规则且结构复杂的骨修复材料[6~8]. TCP主要存在无定形磷酸钙(Amorphous Calcium Phosphate,ACP)、高温稳定型α相(α-TCP)以及低温稳定型β相(β-TCP)等3种形态. ACP的安全性、生物活性以及骨传导性最为理想,而且研究证实自然界中生物体骨骼组织绝大多数是以ACP为前驱体,通过相变作用逐渐矿化变成晶态羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HA),因此采用3D打印技术将ACP制成骨修复材料在骨科领域占有极其重要的地位,是当前国际生物医学研究热点之一[9-10].

1 实验部分
1.1 主要试剂与仪器设备
(NH4)2HPO4和Ca(NO3)2·4H2O购于国药集团化学试剂有限公司,无水乙醇购于南京化学试剂有限公司,明胶购于Sigma-Aldrich化学试剂公司,所有试剂均为分析纯.
恒温恒湿试验箱(TH-80L型,东莞科赛德);3D打印机(Z 310型,美国Z Corporation);万能材料试验机(3367型,美国Instron);扫描电子显微镜(SU8000型,日本Hitachi);……