基于3D打印技术制备硅酸锌/β-磷酸三钙支架及其体外成骨诱导性能的研究

目的:探讨3D打印硅酸锌(ZS)/β-磷酸三钙(β-TCP)支架的制备及其体外成骨诱导性能的效果。方法:运用3D打印技术构建不同比例ZS的β-TCP支架组(β-TCP、5%ZS/β-TCP、10%ZS/β-TCP、15%ZS/β-TCP)，扫描电镜观察其形态和表征，测定各组支架的压缩模量。细胞计数试剂盒(CCK-8)进行支架细胞毒性检测，茜素红染色检测体外支架对MC3T3-E1的成骨诱导能力，反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)检测MC3T3-E1的相关成骨基因[Runt相关转录因子2(Runx2)、Ⅰ型胶原蛋白(Col-Ⅰ)、成骨相关转录因子(Osterix)]的表达。组内比较采用One-way ANOVA分析。结果:合成支架随ZS含量的增加，其表面粗糙度由(0.61±0.08) μm增加至(7.83±0.46) μm，及其压缩模量由(11.18±2.21) MPa增加至(29.20±1.28) MPa。10%ZS/β-TCP组比较β-TCP、5%ZS/β-TCP、15%ZS/β-TCP组，在培养细胞后第1、3、5天时间点显著促进细胞增殖；成骨矿化结节茜素红染色深度较深；成骨诱导14 d后，RT-PCR结果提示10%ZS/β-TCP组上调Runx2(3.29±0.31比1.00±0.09、2.03±0.47、2.59±0.20， F＝16.63， P<0.05)、Col-Ⅰ(4.91±0.25比1.00±0.03、1.63±0.09、3.16±0.19， F＝144.50， P<0.001)、Osterix(3.07±0.27比1.00±0.09、1.32±0.25， F＝26.49， P<0.05)的表达。 结论:本研究成功地制备了ZS/β-TCP支架，并具有良好的体外成骨诱导性能。