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为解决传统骨组织工程（BTE）支架制造方法在形态控制等方面的局限，内蒙古医科大学等机构的研究人员开展了 3D 打印 PLGA/nHA/GO 支架用于 BTE 的研究。结果显示该复合支架性能优越，有潜力用于骨缺损修复，为 BTE 材料研究提供了新方向。
在医学领域，骨骼损伤和疾病一直是困扰人们健康的难题。传统的骨修复方法存在诸多局限，比如自体骨移植会给患者带来额外创伤，异体骨移植又面临免疫排斥风险。随着科技发展，骨组织工程（BTE）应运而生，成为骨缺损修复的新希望。然而，传统的支架制造方法却在精确控制支架形态、内部结构和微孔特征等方面遭遇瓶颈，导致孔隙连通性不佳，孔隙率参数难以调控，严重制约了 BTE 的发展。
为了突破这些困境，内蒙古医科大学等多家机构的研究人员携手开展了一项意义重大的研究。他们致力于制备并评估一种由聚乳酸 - 羟基乙酸共聚物（PLGA）、纳米羟基磷灰石（nHA）和氧化石墨烯（GO）复合而成的骨组织工程支架，相关成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员采用了低温 3D 打印结合冷冻干燥技术来制备支架。在实验过程中，他们精心设计了不同成分的支架，包括单纯的 PLGA 支架，以及分别添加 nHA 和同时添加 nHA 与 GO 的复合支架。为了全面评估这些支架的性能，研究人员运用了多种关键技术方法。在支架制备方面，通过反复探索确定了如模型尺寸、填充模式、喷嘴直径、层高等一系列最佳打印参数。在性能检测环节，利用显微镜观察支架宏观形态，光学相干断层扫描（OCT）测量孔隙率，场发射电子显微镜观察微观形貌，机械测试机测定机械性能，以及通过细胞实验评估生物相容性等。
下面来看具体的研究结果：
- 支架的制备与形态表征：所有支架组都成功打印，且具有良好的挤出性，最终形成 3D 长方体结构。PLGA 和 PLGA/nHA 支架呈乳白色，添加 nHA 后颜色略白；PLGA/nHA/GO 支架因 GO 呈灰色。PLGA 支架收缩变形严重，而 PLGA/nHA 和 PLGA/nHA/GO 支架形状规则，与设计相符。所有支架表面和内部都有相互连通的方形孔隙。
- 支架的性能评估：
- 宏观孔径和孔隙率：PLGA/nHA/GO 组顶视图孔径最小，PLGA 组最大，组间差异显著；前视图孔径无显著差异。三组支架孔隙率均超 70%，无显著差异。
- 微观形貌：扫描电镜显示三组支架都有连续网络结构和微孔。PLGA 支架表面光滑，微孔小而浅；PLGA/nHA 和 PLGA/nHA/GO 复合支架表面粗糙，有大量不同尺寸微孔，含 GO 的复合支架表面更粗糙，呈珊瑚状。
- 机械性能：PLGA 支架压缩模量最小，PLGA/nHA/GO 支架略小于 PLGA/nHA 支架，但二者无显著差异，且 PLGA/nHA/GO 支架基本符合松质骨机械性能。
- 吸水性：三组支架吸水性在前 6 小时持续增加，后 6 小时趋于平衡。12 小时内 PLGA/nHA/GO 支架吸水性最高。
- 降解性：支架质量损失和降解率随时间增加。早期，复合支架质量损失小、降解率低；后期，纯 PLGA 支架质量损失和降解率远高于复合支架，PLGA/nHA/GO 支架降解率略高于 PLGA/nHA 支架。PLGA 支架降解后 pH 值降至弱酸性，含 nHA 的支架 pH 值保持稳定，接近体液 pH 值。
- 生物相容性：细胞黏附率随接种时间增加。8 小时后，PLGA/nHA 和 PLGA/nHA/GO 组黏附率高于 PLGA 组，PLGA/nHA/GO 组最高。三组支架细胞毒性均为 0 级，生物安全性高。随着培养时间延长，细胞在支架上持续增殖，PLGA/nHA/GO 组增殖效果最佳。
综合研究结果和讨论部分可知，该研究成功制备出具有稳定形态和微纳孔结构的 PLGA、PLGA/nHA 和 PLGA/nHA/GO 3D 多孔支架。其中，PLGA/nHA/GO 复合支架展现出更理想的孔径和微观形貌、适宜的初始机械强度、出色的吸水性、恰当的降解性以及良好的体外细胞相容性，能更好地满足骨组织工程支架的要求，具备开发成骨组织工程支架材料的潜力。不过，研究也存在一定局限性，如在评估机械性能时未考虑体外和体内差异，降解性研究未考虑体液中某些酶的影响，未来还需进一步深入研究。但总体而言，这项研究为骨组织工程支架材料的发展开辟了新道路，有望为临床骨缺损修复带来新的突破。
