3D 打印的骨仿生支架的制备及其性能的研究

郭良雨，陈敬华**

（江南大学生命科学与健康工程学院，无锡 214000）

2.02.02.02.02.02.02.0School of Life Science and Health Engineering, Jiangnan University, WuXi, 214000；School of Life Science and Health Engineering, Jiangnan University, WuXi, 214000江南大学生命科学与健康工程学院，无锡 214000;江南大学生命科学与健康工程学院，无锡 214000214000;21400019850158257;0510859119019850158257;051085911900江苏省无锡市滨湖区雪浪街道江南大学;江苏省无锡市滨湖区雪浪街道江南大学6191504005@stu.jiangnan.edu.cn;chenjinghua@jiangnan.edu.cn郭良雨（1996），女，生物医用材料;陈敬华（1971），男，博导，生物医用材料郭良雨;陈敬华GUO Liangyu;Chen Jinghua陈敬华 2.02.02.02.02.02.02.02.02.02.02.02.02.02.02.01*|*期刊*|*Reddy N, Reddy R, Jiang Q. Crosslinking biopolymers for biomedical applications[J]. Trends in Biotechnology, 2015, 33(6): 362-369.<CR>2*|*期刊*|*Sakr M A, Sakthivel K, Hossain T, Shin S R, Siddiqua S, Kim J, Kim K. Recent trends in gelatin methacryloyl nanocomposite hydrogels for tissue engineering[J]. Journal of Biomedical Materials Research Part A, 2022, 110(3): 708-724.<CR>3*|*期刊*|*Yue K, Trujillo-de Santiago G, Alvarez M M, Tamayol A, Annabi N, Khademhosseini A. Synthesis, properties, and biomedical applications of gelatin methacryloyl (GelMA) hydrogels[J]. Biomaterials, 2015, 73: 254-271.<CR>4*|*期刊*|*Dong Z Q, Yuan Q J, Huang K Q, Xu W L, Liu G T, Gu Z P. Gelatin methacryloyl (GelMA)-based biomaterials for bone regeneration[J]. Rsc Advances, 2019, 9(31): 17737-17744.3D 打印的骨仿生支架的制备及其性能的研究|Preparation and properties of 3D printed bone biomimetic scaffolds||1|郭良雨|GUO Liangyu|江南大学生命科学与健康工程学院，无锡 214000|School of Life Science and Health Engineering, Jiangnan University, WuXi, 214000|郭良雨（1996），女，生物医用材料|江苏省无锡市滨湖区雪浪街道江南大学|214000|6191504005@stu.jiangnan.edu.cn|19850158257|19850158257<CR>*|2|陈敬华|Chen Jinghua|江南大学生命科学与健康工程学院，无锡 214000|School of Life Science and Health Engineering, Jiangnan University, WuXi, 214000|陈敬华（1971），男，博导，生物医用材料|江苏省无锡市滨湖区雪浪街道江南大学|214000|chenjinghua@jiangnan.edu.cn|051085911900|05108591190

摘要：仿生骨组织的有机和无机材料，例如甲基丙烯酰化明胶（GelMA）、羟基磷灰石（HAP）和透明质酸（HA）被广泛应用于骨组织工程。本研究基于以上材料，使用 3D 打印技术制备两种不同的骨仿生支架（S-GMH 和 S-GMHH）。体外理化实验结果表明，S-GMH 和 S-GMHH 支架具有连通的孔隙和多孔的特征，良好的热稳定性和流变性能，具有能够促进成骨分化的压缩模量（0.77 MPa-1.26 MPa），以及优异的回弹性能。细胞实验表明，S-GMH 和 S-GMHH 支架的生物相容性好。此外，S-GMHH 支架能够显著促进成骨分化。这项研究提供了两种 3D 打印仿生骨支架，可以成为良好的骨修复植入物。

关键词：材料学；3D 打印；仿生骨支架；羟基磷灰石；透明质酸。

中图分类号：TB34

Preparation and properties of 3D printed bone biomimetic scaffolds

GUO Liangyu, Chen Jinghua

(School of Life Science and Health Engineering, Jiangnan University, WuXi, 214000)

Abstract: Organic and inorganic materials with similar composition to bone tissue, such as gelatin methacrylate (GelMA), hydroxyapatite (HAP), and hyaluronic acid (HA), are widely used in bone tissue engineering. In this study, two different bone biomimetic scaffolds (S-GMH and S-GMHH) were fabricated using 3D printing technology based on the above materials. The results of in vitro physicochemical experiments showed that the S-GMH and S-GMHH scaffolds have the characteristics of connected pores and pores, good thermal stability and rheological properties, suitable compressive modulus (0.77 MPa-1.26 MPa) that can promote osteogenic differentiation, and excellent resilience performance. The results of cell experiments showed that S-GMH and S-GMHH scaffolds had good biocompatibility. In addition, the S-GMHH scaffold was able to significantly promote osteogenic differentiation. This study provides twoPreparation and properties of 3D printed bone biomimetic scaffolds types of 3D printed biomimetic bone scaffolds that could be good implants for bone repair.

Key words: Materials; 3D printing; biomimetic bone scaffolds; hydroxyapatite; hyaluronic acid.

引言

当前骨组织工程植入物的研究热点是利用与骨组织成分相似的材料，制备成由有机相和无机相组成的复合支架材料，以克服单一支架材料存在的缺陷。甲基丙烯酰化明胶（GelMA）是一种可以进行光固化，在骨组织工程中应用广泛的高分子材料。GelMA不仅保留了明胶的高生物相容性，而且显著提高了机械性能，延长了体内降解时间[1]。由于GelMA具有明显的温敏性、可塑型性以及光交联性能，它还可以被不同的制造技术加工成型[2]，例如光刻、生物打印、生物纺织和微流体技术等，以生成具有可控架构的生物活性结构[3]。基于以上优点，GelMA常与金属、生物陶瓷结合，形成纳米复合材料，协同发挥作用[4]。羟基磷灰石（HAP）是骨组织的主要无机成分，具有运输活性离子，促进细胞向成骨方向分化等方面的优势[5, 6]，然而 HAP 单独在使用时存在高脆性、降解速度慢等缺点。透明质酸（HA）是人体中细胞外基质的组成成分之一，具有关节润滑和促进伤口愈合等多种生理功能[7]。因为 HA 具有治疗骨关节炎的功能，所以被广泛应用于骨组织工程。

3D 打印技术可以精确地制造复杂形状，控制孔隙和微观结构，为骨缺损植入物的开发提供了一种新的方法。其中，熔融沉积（FDM）3D 打印技术是制造生物植入物最常见的一种技术。其原理是根据计算机辅助设计（CAD）路径将连续长丝材料挤压到平台上的前一层材料上，形成连续的 3D 结构[8]。该 3D 打印技术被广泛应用于制造有机-无机材料组成的生物复合支架，以满足骨缺损的需求[9]。例如，Chakka 等[10]基于 FDM 技术制造了表面涂有聚多巴胺（PDA）的 PLA 支架。与传统制造方式相比，该支架具有更加精细的孔隙结构，并且易于制造。因此，运用 3D 打印技术对骨仿生支架进行制造，对于充分发挥骨工程支架的性能非常关键。

本研究运用 3D 打印技术，以甲基丙烯酰化明胶（GelMA）、羟基磷灰石（HAP）和透明质酸（HA）为基质材料，制备 S-GMH 和 S-GMHH 两种骨仿生支架，并评估了两种支架的理化性能。最后，对两种支架的细胞毒性、细胞黏附以及成骨分化性能进行了分析，以评估其在骨修复领域中的应用潜力。

图1 3D 打印支架的制备路线示意图

Fig. 1 Schematic Diagram of the fabrication route of 3D printed scaffolds

材料与方法

实验材料

甲基丙烯酰胺（MA），纳米羟基磷灰石（HAP），二甲基亚砜（DMSO）和多聚甲醛购自上海麦克林生化科技有限公司；透明质酸钠（HA，20-40 万分子量）购自福瑞达医药公司；明胶（A 型，凝胶强度 300，来自猪皮肤）和胰酶购自美国 Sigma-Aldrich 公司；胎牛血清（FBS）购自美国 Gibco Invitrogen 公司；MEM-α 培养基购自美国 Cytiva 公司；光引发剂（LAP）购自苏州永沁泉智能设备有限公司；BCA 试剂盒和 ALP 试剂盒购自上海碧云天生物技术有限公司；盐酸，磷酸二氢钾，十二水合磷酸二氢钠和无水乙醇购自国药控股化学试剂有限公司；钙黄绿素染液（Caicein AM）和 DAPI 染色液购自上海翊圣生物科技有限公司；噻唑蓝溶液购自上海生物工程公司。

甲基丙烯酰化明胶（GelMA）的合成

将明胶（20.0 g）溶解于磷酸盐缓冲溶液（PBS，200 mL）中，形成浓度为 10% 的半透明溶液。向溶液中缓慢加入甲基丙烯酰胺（MA，24 mL），并将混合物在 50℃ 剧烈搅拌下 24 h。在反应停止后收集溶液，使用蒸馏水对溶液进行透析，随后将透析后的材料进行冷冻干燥处理，得到甲基丙烯酰化明胶（GelMA）。

两种 3D 打印生物墨水的制备

分别将 GelMA，HAP，LAP 和 HA 按照质量比为 10:21:0.2:0 和 10:21:0.2:1 混合，形成 GMH 和 GMHH 两种溶液。将溶液混合均匀后，倒入料筒中，并在 -20℃ 的条件下冷冻 2 h，随后在 4℃ 下缓慢解冻，制备 GMH 和 GMHH 两种生物墨水。

材料的红外表征

原料和生物墨水的傅里叶红外光谱（FT-IR）图记录在光谱仪上（TENSOR Ⅱ 型红外光谱仪，美国 Thermo 公司），频率范围为 4000-400 cm-1，分辨率为 4 cm-1，扫描 32 次。在测量之前，将所有样品进行冷冻干燥处理。

生物墨水的流变学表征

对由纯 GelMA 、GMH 以及 GMHH 制成的水凝胶进行流变实验，该实验通过旋转流变仪（TA DiscoveryHR-3，美国 TA 仪器公司）进行表征。使用 40 mm 平行板在 25℃ 下进行时间扫描实验。调整间隙至 500 µm，在角频率从 0.1 rad/s 至 100 rad/s 变化时测定数据。随后，将不同水凝胶的储能模量（G'）和损耗模量（G''）相对于角频率（ω）作图。

3D 打印仿生骨支架的制备

使用三维建模 CAD 软件构建出出层层堆积的，具有大孔结构的骨支架（长度和宽度为 12 mm，大孔为 600 µm × 600 µm）。而后，使用挤出式生物 3D 打印机（BP6601，苏州永沁泉智能设备有限公司）对 GMH 和 GMHH 两种生物墨水材料进行打印（挤出温度为 18℃，平台温度为 4℃），分别制备 S-GMH 和 S-GMHH 两种支架。待打印完毕，将两种支架在紫外光（波长为 405 nm）下固化 5 min，完成骨支架制备。

3D 打印仿生骨支架的理化性能

宏观和微观形貌

两种3D 打印仿生骨支架的宏观形貌通过光学显微镜来获得。简言之，将新鲜制备的S-GMH 和 S-GMHH 在光学显微镜（正置光学显微镜，德国徕卡公司）下进行观察，并对正面和侧面进行图像采集。

通过扫描电子显微镜（SEM）观察支架的微观形貌。简言之，将两种支架纵向切开，获得正面和侧面的 SEM 拍摄的样品。随后将不同样品放入液氮中冷冻 20 min，而后将冷冻的样品进行冷冻干燥处理。用金溅射涂附在样品表面，用扫描电子显微镜以 5 KV 的加速电压观察这些支架正面和侧面的微观形貌。

差示扫描量热分析（DSC）测试

称取等量的光交联后的 GelMA、S-GMH 和 S-GMHH 的冻干样品（2 mg），加入铝制坩埚中，用压盖器使加入样品后的坩埚体与坩埚盘充分贴合，再将坩埚放入样品室内进行检测。测试范围为 60℃-180℃，升温速度为 10℃/min。

压缩测试

将支架制备成高度为 5 mm 的立方体以进行压缩测试。简言之，将不同样品放置在带有圆形金属板的称重传感器（25 kgf）之间，该金属板配备在万能试验机（Instron 5967 测试机，美国 MTS 系统有限公司）中。以 0.1 mm/min 的十字头速度将样品压缩至发生 60% 的应变，并从应力-应变曲线分析压缩模量。对于循环压缩测试，样品被反复压缩 20 个循环至发生 50% 的应变。每个实验点至少测试三个样本，以获得可靠的值。收集所有数据并进行分析。

3D 打印仿生骨支架的体外生物学性能

细胞毒性测试

将 S-GMH 和 S-GMHH 冻干支架进行紫外灭菌处理。然后分别将等量的支架（3 g）浸入到 MEM-α 培养基（20 mL）中，制备不同支架形成的浸提液。在 96 孔组织培养皿中培养细胞（细胞模型是 MC3T3-E1 小鼠胚胎成骨细胞前体细胞）。在 37℃，5% CO2 的培养箱环境中，用不同浸提液培养细胞 1、3 和 5 天后，除去浸提液，并向每个孔中添加噻唑蓝溶液（100 μL）。在 37℃ 下温育 4 h 后，弃去液体，加入 DMSO（100 μL）。待晶体完全溶解后，用酶标仪测量 570 nm 处的吸光度值（OD 值）。使用 MEM-α 培养基作为空白对照（Control）组。每个实验点至少测试三个样本，以获得可靠的值。收集所有数据并进行分析。

细胞在支架上的生长情况

将 S-GMH 和 S-GMHH 支架放置在共聚焦皿中，随后将 MC3T3-E1（2×104）接种于支架和空白共聚焦皿（Control）上。在培养箱中培养 7 天后，用灭菌后的 PBS 清洗，至培养基冲洗干净。随后在每孔中加入钙黄绿素染液（500 μL），于黑暗， 37℃ 和 5% CO2条件下孵育 30 min，进行活细胞质染色。移除染液并用 PBS 充分清洗 3 次。然后，用 4% 多聚甲醛溶液（1 mL）将细胞在 37℃ 和 5% CO2 条件下固定 15 min，随后移除多聚甲醛溶液并用 PBS 充分清洗 3 次。最后，用灭菌后的 PBS 冲洗 3 次，再加入 DAPI 染液（500 μL），于黑暗， 37℃ 和 5% CO2条件下孵育 30 min，进行细胞核染色。最后，移除染液并用 PBS 充分清洗 3 次，用激光共聚焦显微镜拍摄细胞的在支架上的生长情况。

碱性磷酸酶活性检测实验

为了评估骨分化早期碱性磷酸酶（ALP）的活性，本研究进行了碱性磷酸酶活性检测实验。将 MC3T3-E1（2×104）接种在S-GMH 和 S-GMHH 支架上，随后用 MEM-α 培养基培养 1、3 和 7 天。将不同组的细胞裂解并收集总蛋白。使用 BCA 检测试剂盒测定样品的总蛋白含量，并对所有样品进行归一化处理。使用 ALP 检测试剂盒，通过微孔板分光光度计在 405 nm 处分析溶液的吸光度，以测定样品的 ALP 含量。每个实验点至少测试三个样本，以获得可靠的值。收集所有数据并进行分析。

统计学分析

采用 Origin 9.0 软件进行数据分析，实验结果以均值±标准差（x s）表示，p 值<0.05 为有统计学意义。

结果与分析

材料的红外表征

通过傅里叶红外光谱（FT-IR）图，来初步分析 GelMA 的合成情况。如图 2（A）所示，与明胶（Gel）相比， GelMA 在 2920 cm-1-2840 cm-1 之间宽吸收峰主要由 -CH2- 的伸缩振动引起。除此之外，1638 cm-1 处的峰为酰胺 Ⅰ 带，由 C=O 的伸缩振动引起；1536 cm-1 处为酰胺 Ⅱ 带，为 N-H 弯曲振动和 C-N 伸缩振动的耦合。以上结果证明，MA 成功连接到 Gel 上，形成了具有光交联特性的 GelMA。

通过对 GMH 和 GMHH 两种生物墨水进行傅里叶红外光谱表征，来证明生物墨水的构成。如图 2（B）所示，1681 cm-1 -1536 cm-1 之间的峰对应 GelMA 和透明质酸（HA）的特征峰[11]。此外，在 1019 cm-1 处和 558 cm-1 的吸收峰对应羟基磷灰石（HAP）中 PO43- 的反对称伸缩振动峰[12]。由于具有以上成分，两种生物墨水在上述范围内也都内显示明显的吸收峰。其中， GMH 和 GMHH 的吸收峰曲线没有明显差异，这可能是因为 HA 的特征峰与 GelMA 和 HAP 重合所致。

图2 （A）Gel 和 GelMA 的FT-IR 光谱。（B）两种生物墨水以及基质材料的 FT-IR 光谱。

Fig. 2 (A) FT-IR spectra of Gel and GelMA. (B) FT-IR spectra of two bioinks and matrix materials.

生物墨水的流变学性能分析

对于用于骨组织的生物支架，具有相对稳定的流变学性能很重要。如图 3 所示，本研究对 GMH 和 GMHH 生物墨水进行频率扫描。由纯 GelMA 形成的水凝胶的储能模量（G'）为 2000 Pa 左右。当添加 HAP 和 HA 后，由 GMH 和 GMHH 形成的水凝胶的 G' 增加至 15000 Pa 左右。这表明 HAP 的加入能够显著增强生物墨水的机械性能，对于 GMH 和 GMHH 成凝胶之后的稳定性起到决定性作用[13]。另一方面， GMHH 水凝胶的损耗模量（G''）略小于 GMH 水凝胶，而 G' 则没有明显差异，这表明少量 HA 的加入并不会明显改变体系的流变学特性。

图3 GelMA 水凝胶以及两种生物墨水的储能模量（G'）和损耗模量（G''）。

Fig. 3 Storage modulus (G') and loss modulus (G'') of GelMA hydrogel and two bioinks.

3D 打印仿生骨支架的理化特征

3D 打印仿生骨支架的宏观和微观形貌

S-GMH 和 S-GMHH 的宏观显微结构如图 4（A）所示。可以看出，两种支架的孔隙均匀，大孔结构保持在600 µm × 600 µm左右。在支架的侧面图像中，S-GMH 支架在打印过程中形成的孔隙大且疏松（黑色箭头），而 S-GMHH 形成的孔隙小且致密。在支架的微观形貌中，可以得到同样的结果。图 4 （B）表明，无论是在正面还是侧面的 SEM 图像中，S-GMHH 都显示出更小，更密集的多孔形态，以及更粗糙的表面。这表明与单纯由 GelMA 和 HAP 组成的支架相比，HA 的加入增加了支架表面的粗糙度和孔隙数量，更有助于形成疏松多孔的支架结构。

图4 两组支架的宏观和微观形貌。（A）S-GMH 和 S-GMHH 支架的光学显微镜图像。（B）S-GMH 和 S-GMHH 支架的 SEM 图像。黑色箭头代表孔隙。

Fig. 4 Macro and micro morphologies of the two scaffolds. (A) Optical microscope images of S-GMH and S-GMHH scaffolds. (B) SEM images of S-GMH and S-GMHH scaffolds. Black arrows represent pores.

3D 打印仿生骨支架的热稳定性

热稳定性是指高分子物质受热分解的性能。对于性能优异的生物植入物来说，需要具有较高的熔融温度，即具有良好的热化学性能。如图 5 所示，光交联后的 GelMA 样品在 95°C 出现的尖锐峰主要由水分的丢失所致。在 130°C 时，GelMA 样品出现明显的宽吸热峰，表现出明显的受热分解。相比之下，S-GMH 和 S-GMHH 样品没有出现显著的吸热峰。这种改变可以解释为 HAP 和 HA 的加入增强了支架整体的交联强度，使支架的热稳定性提高。

图5 GelMA 水凝胶以及两种支架的 DSC 图像。

Fig. 5 DSC images of GelMA hydrogel and two scaffolds.

3D 打印仿生骨支架的压缩性能

骨仿生支架的机械性能会极大的影响到细胞的分化和后续骨组织的再生，为此，优异的机械性能尤为关键[14]。通过应力-应变曲线可知（图 6（A）），在支架发生 60% 应变时，S-GMH 和 S-GMHH 所能承受的最大应力分别为 1.26 MPa 和 0.77 MPa。其中，S-GMH 支架在 43% 应变处发生明显的应力降低，这是因为支架在该处发生断裂和破坏，相比之下， S-GMHH 支架在压缩过程中没有发生断裂。通过比较两组支架的压缩模量可以看出（图 6（B）），S-GMH 支架的压缩模量更高，可以达到 0.72 MPa，S-GMHH 支架的压缩模量较低，只有 0.49 MPa。两种骨仿生支架的压缩模量均可以达到修复非承重骨组织所需的机械性能要求[15]。

进一步评价了 S-GMH 和 S-GMHH 支架的循环压缩性能，根据图 6（C）可以看出，S-GMH 支架在首次加载高达 50% 的应变后具有明显的磁滞回线，而 S-GMHH 支架在经过 20 次加载-卸载循环后，回收的水凝胶的曲线呈现出类似于首次实验曲线的循环。结果表明S-GMHH 支架在循环压缩试验中更加稳定的，能够在进行多次高强度压缩后显示出良好的压缩弹性和结构稳定性。

以上实验结果表明，HA 的加入虽然会降低支架所能承受的最大应力，却增加了支架的抗压缩性能，使支架不容易断裂。

图6 支架的压缩示意图。（A）S-GMH 和 S-GMHH 支架的压缩应力应变曲线。（B）S-GMH 和 S-GMHH 支架的压缩模量。（C）S-GMH 和 S-GMHH 支架的循环压缩曲线。

Fig. 6 Schematic representation of the compression of the scaffold. (A) Compressive stress-strain curves of S-GMH and S-GMHH scaffolds. (B) Compressive moduli of S-GMH and S-GMHH scaffolds. (C) Cyclic compression curves of S-GMH and S-GMHH scaffolds.

3D 打印仿生骨支架的体外生物学性能

细胞毒性结果

基于 3D 打印仿生骨支架的应用，本研究使用 MC3T3-E1 细胞（小鼠胚胎成骨细胞前体细胞）进行了支架的细胞毒性测试。如图 7 所示，相比于空白对照组（Control），在不同支架制成的浸提溶液中培养 1 和 3 天的细胞没有显示出明显的数量减少。在第 5 天的结果，不同支架制成的浸提溶液显著的促进细胞的增殖。这些结果表明，S-GMH 和 S-GMHH 支架具有良好的生物相容性，能够显著促进细胞的增殖。

图7 不同组的细胞在 1、3 和 7 天的活力。**** 表示 p<0.0001。

Fig. 7 Cell viability of different groups at 1, 3 and 7 days. **** means p<0.0001.

细胞在支架上的生长情况

为了充分了解用 MC3T3-E1 在不同支架上的生长状态，本研究进行了共聚焦实验。如图 8 所示，细胞在 S-GMH 和 S-GMHH 支架上均显示明显的绿色荧光，并且绿色荧光与蓝色荧光的重叠度高，表明生长在支架上的细胞活性良好。此外，将 MC3T3-E1 在支架上培养 7 天后，细胞能够延支架的横梁结构呈现横向-纵向的三维攀附生长。由于支架的大孔结构的存在，细胞在大孔处生长缺失，所以图像中能够清晰的显示出支架的大孔形状。实验结果表明， S-GMH 和 S-GMHH 支架具有良好的促细胞生长及粘附性能。除此之外，相比于在培养皿中的三维生长，支架能够支持细胞的三维生长，为其作为具有立体修复功能的骨支架打下基础[16]。

图8 不同支架上的细胞在培养 7 天后的激光共聚焦图像。

Fig. 8 Confocal images of cells on the different scaffolds after 7 days of culture.

碱性磷酸酶（ALP）活性测定结果及分析

ALP 是早期细胞成骨分化的重要指标，其表达量的多少直接反映了细胞的成骨分化能力。MC3T3-E1 细胞被培养在 S-GMH 和 S-GMHH 支架上 1、3 和 7 天。对不同组的 ALP 表达量进行定量分析，如图 9 所示。可看出在所有组中 MC3T3-E1 均能够生长并分泌 ALP，并在第 1-7 天呈现分泌上升的趋势。在第 7 天时， S-GMHH 组中 ALP 的表达量高达 0.13（U/mg 蛋白），显著高于 Control 组和 S-GMH 组。此结果表明， S-GMH 和 S-GMHH 支架均能促进 ALP 的表达，从而促进细胞向成骨分化。其中由于 HA 的加入，S-GMHH 支架的促分化效果最为显著[17]。

图9 不同组的 ALP 活性检测结果。* 表示 p<0.05。

Fig. 9 The detection results of ALP activity in different groups. * means p<0.05.

结论

本研究运用 3D 打印技术，以 GelMA、HAP 和 HA 为基质材料制备了两种 3D 打印仿生骨支架（S-GMH 和 S-GMHH）。体外理化实验结果显示，S-GMH 和 S-GMHH 支架具有连通的孔隙结构和多孔的表面形态，良好的热稳定性和流变性能，具有能够促进成骨分化的压缩模量（0.77 MPa-1.26 MPa）和优异的回弹性能。细胞实验结果也表明，S-GMH 和 S-GMHH 支架对 MC3T3-E1 细胞具有良好的生物相容性。此外，HA 的加入还改善了支架的促成骨分化性能。基于本文结果，两种 3D 打印仿生骨支架（S-GMH 和 S-GMHH）可以成为良好的骨修复植入物。

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作者简介：郭良雨（1996），女，生物医用材料

通信联系人：陈敬华（1971），男，博导，生物医用材料. E-mail: chenjinghua@jiangnan.edu.cn