采用选择性激光烧结技术制备的仿珊瑚人工骨支架

摘要： 珊瑚羟基磷灰石（CHA）已临床应用逾20年。然而珊瑚属濒危物种已被禁止开采，且珊瑚人工骨存在骨缺损部位降解缓慢、阻碍新骨生长的缺陷。为探索天然珊瑚人工骨替代材料，本研究采用选择性激光烧结（SLS）技术制备天然碳酸钙/生物聚合物复合仿生珊瑚多孔结构，继而通过水热转化反应在3D打印产物表面形成羟基磷灰石薄层。通过调节激光功率、扫描速度及层厚等SLS工艺参数，实现了材料力学性能与孔隙率的优化——当PLLA含量为15 wt%时，激光功率15 W、扫描速度1500 mm/s、单层厚度0.08 mm的SLS参数组合可获得更优力学性能。水热转化后，X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）及能谱分析（EDX）证实产物为羟基磷灰石（HA）与碳酸钙混合物。热重分析（TGA）表明提高反应温度或延长反应时间可增强水热反应程度，促进碳酸钙向羟基磷灰石转化。细胞毒性实验与活/死染色结果显示该支架对L929细胞无毒性。本研究实现材料体系创新，重点探究了SLS与水热工艺对力学性能及羟基化程度的影响，最终优化了仿生珊瑚人工骨制备流程。结论表明该仿生珊瑚人工骨属无毒生物材料，但其成骨能力有待后续深入研究。