3D打印被认为是一种性价比高的技术,在制造骨组织再生的移植物替代品方面显示出巨大的潜力。然而,3D可打印性、机械强度和打印材料(即油墨)的生物活性之间的权衡仍然是一个挑战。有鉴于此,香港理工大学的XinZhao、新加坡国立大学(NUS)的JerryY.H. Fuh和南京医科大学附属苏州医院的Yuefeng Hao等研究人员,提出了一种新型的光交联纳米复合油墨,它由三嵌段聚(丙交酯-丙二醇-丙交酯)二甲基丙烯酸甲酯(PmLnDMA,m和n分别代表丙二醇和丙交酯的单位长度)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)功能化羟基磷灰石纳米颗粒(nHAMA)组成。
本文要点
1)反应性HEMA偶联的nHAMA,旨在与周围的聚合物基体共价交联,进一步增强它们之间的界面结合。
2)研究人员发现,nHAMA在140 s的光照下可以与PmLnDMA迅速相互作用,形成无机-有机共交联的纳米复合网络,进一步提高了纳米填料-基体的界面相容性。
3)值得注意的是,与聚合物相比,该纳米复合材料具有显著的机械性能,压缩模量提高了近10倍(从~40 MPa增加到~400 MPa)。
4)此外,由于在光交联过程中放热较低(<37 °C),该纳米复合油墨能够方便地封装和长期释放骨形态发生蛋白-2(BMP-2)等不稳定的生物分子。
5)此外,作为3D骨支架,它表现出易于调节的流变性、润湿性、降解性和可打印性。
由于纳米复合墨水在体外和体内的优异成骨能力,可以预见该纳米复合墨水在骨移植的3D打印方面有着巨大的前景。
参考文献:
Yuhe Yang, et al. Photocrosslinkable nanocomposite ink for printing strong, biodegradable and bioactive bone graft. Biomaterials, 2020.
DOI:10.1016/j.biomaterials.2020.120378
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961220306244