3D Printed Porous Methacrylate/Silica Hybrid Scaffold for Bone Substitution.
3D Printed Porous Methacrylate/Silica Hybrid Scaffold for Bone Substitution.
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用于骨替代的3D打印多孔甲基丙烯酸酯/二氧化硅混合支架。
DOI：
10.1002/adhm.202100117
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发表时间：
2021-06
影响因子：
10
通讯作者：
Jones JR
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chung JJ;Yoo J;Sum BST;Li S;Lee S;Kim TH;Li Z;Stevens MM;Georgiou TK;Jung Y;Jones JR
以星形聚合物聚（甲基丙烯酸甲酯-co-3-（三甲氧基硅基）甲基丙烯酸丙酯）和二氧化硅为原料制备的无机-有机杂化生物材料，具有良好的力学性能，首次通过直接墨水书写的方式作为骨替代品进行3D打印。三种不同无机：有机比例的聚（甲基丙烯酸甲酯-co-3-（三甲氧基硅基）甲基丙烯酸丙酯）-星形sio2杂化油墨的孔道在100-200 μm范围内。3D打印支架的力学性能在小梁骨的范围内，MC3T3前成骨细胞无论其成分如何，都能在体外粘附在支架上。利用大鼠颅骨缺损模型显示了复合支架的成骨和血管生成特性。无机：有机比例为40:60的杂交支架能够在其孔隙通道内激发新的血管化骨形成，并使巨噬细胞向M2表型极化。3D打印具有复杂聚合物结构的无机-有机杂化物为生产新型骨移植材料提供了可能性。
Inorganic–organic hybrid biomaterials made with star polymer poly(methyl methacrylate-co-3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate) and silica, which show promising mechanical properties, are 3D printed as bone substitutes for the first time, by direct ink writing of the sol. Three different inorganic:organic ratios of poly(methyl methacrylate-co-3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate)-star-SiO2 hybrid inks are printed with pore channels in the range of 100-200 μm. Mechanical properties of the 3D printed scaffolds fall within the range of trabecular bone, and MC3T3 pre-osteoblast cells are able to adhere to the scaffolds in vitro, regardless of their compositions. Osteogenic and angiogenic properties of the hybrid scaffolds are shown using a rat calvarial defect model. Hybrid scaffolds with 40:60 inorganic:organic composition are able to instigate new vascularized bone formation within its pore channels and polarize macrophages toward M2 phenotype. 3D printing inorganic-organic hybrids with sophisticated polymer structure opens up possibilities to produce novel bone graft materials.
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