宠物骨科器械临床应用
来源：未知 |发布时间：2021-11-19 13:45|点击:次
3D打印β-磷酸三钙仿生骨支架修复兔股骨髁骨缺损宠物骨科器械
骨缺损是骨科常见的病理现象，多出现于肿瘤切除、运动损伤和感染等疾病患者，可能对人体正常肌肉骨骼系统和心理造成严重损害，通常需要通过手术植骨对病灶进行修复。
近年来骨修复相关研究取得了很大进展，但由于骨修复是一个复杂的过程，宠物骨科器械骨缺损真实形态和功能的重建仍然面临巨大的挑战。较大体积骨缺损的修复是临床治疗的难点，也是目前骨组织工程研究的热点。自体骨被认为是替代骨的最佳材料，但是供骨来源有限，同时自体骨移植手术存在扩大创伤、增加感染的风险;同种异体骨需要经过灭菌和灭活后应用，虽然存在骨支架的解剖结构，但是失去了成骨诱导和骨生成作用，且存在免疫排斥和传播疾病的可能，宠物骨科器械同时受到其他经济和伦理方面等因素的影响，其应用也受到了一定限制。
因此，研发一种结构和性能稳定、宠物骨科器械具有骨传导和骨诱导生成作用的骨修复材料对于临床骨缺损的修复有重要意义。β-磷酸三钙(β-trical-ciumphosphate，β-TCP)是一种新型骨填充材料，具有易于塑形、可诱导成骨、在体内降解、生物相容性好等优点，目前在临床骨修复治疗中已经得到应用，宠物骨科器械是一种较理想的骨修复替代材料。
3D打印技术可以精准快速打印出所设计的具有复杂形态的个性化人工骨支架，宠物骨科器械其低温打印技术可以使用多种组织工程材料。通过3D打印技术以β-TCP为材料制备的仿生骨支架既具备必需的支撑强度，同时后期又不会妨碍新生组织的生长，使骨传导及时获得有效的血液供应。β-TCP是3D打印人工骨支架的理想材料。
本研究以β-TCP为材料，采用3D打印技术制备仿生骨支架，观测其结构形态、孔隙率和力学强度，同时以动物实验检测其部分相关生物性能，为3D打印β-TCP仿生骨支架的临床用应提供理论支持。
资料与方法
一、主要材料、设备和实验动物
β-TCP粉末、稀柠檬酸、磷酸氢二钾、氧化锌、宠物骨科器械、二氧化硅;JSM-5600LV扫描电镜;3D-BIOPLOTTEＲ三维生物打印系统;新西兰大白兔。
二、β-TCP仿生骨支架的设计和制备
1．3D打印墨水的制备:在β-TCP粉末中加入20wt%柠檬酸以固液比1∶0．35混合，调和至稀糊状，加入定量磷酸二氢钾、氧化锌、二氧化硅，搅拌均匀后，在37℃、100%湿度环境中固化72h备用。
2．β-TCP仿生骨支架的制备:宠物骨科器械将通过显微CT扫描获得的新西兰大白兔股骨髁解剖结构影像参数导入计算机Mimics15．01软件，应用GeomagicStudio2013软件分割出股骨髁内部骨小梁的结构数据，最后采用系统默认的最优三维重建方式进行实验部骨骼内骨小梁仿真结构的三维重建。
以系统控制软件设计大体形态为直径8mm、长10mm圆柱体，宠物骨科器械内部为仿生骨小梁和孔隙构成，孔隙率(内部孔隙体积占总体积的百分比)为65%的支架构型，以STL格式输入3D打印机，调用200μm喷头，行走速度为100mm/min，制备β-TCP仿生骨支架成品25枚，均采用γ射线消毒处理。以随机数字表法对其中10枚β-TCP仿生骨支架的大体形态、内部微观结构以及力学性能进行检测;另外15枚β-TCP仿生骨支架备用于动物模型实验。
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