基于3-D打印技术的韧带-骨复合支架制造与体内植入研究

张文友    贺健康    李翔    刘亚雄    边卫国    李涤尘    靳忠民

     目的:为解决韧带重建手术中韧带移植物与宿主骨组织的固定问题，提出采用韧带-骨复合支架进行韧带修复重建的思路，探讨基于3-D打印技术的韧带-骨复合支架制造方法，通过动物实验评价其体内力学与生物学性能。

     方法:采用三维设计软件设计骨支架模型，通过布尔运算生成骨支架负型，用3-D打印技术制作骨支架负型树脂模具，将陶瓷浆料灌注入骨支架负型树脂模具中，凝固并高温烧结获得骨支架。将蚕丝纤维脱胶编织形成韧带支架，与骨支架用固定钉装配形成韧带-骨复合支架。将制备的韧带-骨复合支架植入10只4月龄健康家猪左膝关节前交叉韧带断裂位置，3个月后对再生韧带及韧带-骨界面进行生物力学检测和组织学观察，以仅保留前交叉韧带的右膝关节作为对照。

     结果:生物力学检测显示，对照组前交叉韧带承受的最大拉伸力和蠕变量分别为（1 384 ± 181）N和（0.74 ± 0.21） mm，实验组植入后3个月韧带-骨复合支架分别为（370 ± 103）N和（1.48 ± 0.49）mm，比较差异均有统计学意义（t=11.617，P=0.000；t= —2.991，P=0.020）。HE染色示，实验组骨支架内部有新生骨形成，在韧带支架与宿主骨组织间形成了与自然韧带-骨界面相似的分层结构。

     结论:基于3-D打印技术成功制备韧带-骨复合支架，并在猪体内初步实现了韧带-骨界面的再生。