编辑推荐：
目前 3D 打印骨支架研究多关注拉伸参数，忽视压缩参数。研究人员以 Voronoi 微结构聚乳酸（PLA）骨支架为对象，用田口法和灰色关联分析（GRA）优化打印参数。结果找到最佳参数组合，提升了支架性能。该研究为骨支架 3D 打印标准化奠基。
在骨组织工程领域，传统的治疗手段在面对关键尺寸的骨缺损问题时困难重重。比如，骨移植不仅受限于供体的可用性，还可能引发免疫反应。随着科技的发展，3D 打印技术逐渐崭露头角，它能根据患者的具体需求，精准地制造出个性化的骨支架，为解决骨缺损难题带来了新希望。然而，当前 3D 打印骨支架的研究大多聚焦于拉伸参数，对于同样至关重要的压缩参数却关注甚少。而且，常用的打印材料聚乳酸（PLA）虽然具备诸多优势，如生物相容性好、成本低等，但它的弹性模量和压缩强度相对较低，难以完全满足自然骨的力学要求。同时，以往研究中使用的骨支架微结构多为规则结构，与天然骨的不规则微结构差异较大。在这样的背景下，来自国外的研究人员开展了一项旨在优化具有 Voronoi 微结构的骨支架力学性能的研究，该研究成果发表在《Bioprinting》上。
为了实现这一研究目标，研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，借助计算机辅助设计（CAD）程序，依据标准压缩测试（ASTM D1621 - 16）设计骨支架标本；其次，采用田口实验设计和灰色关联分析（GRA）这两种方法，探究不同打印参数对骨支架力学性能的影响。
结果与讨论
研究人员成功设计出具有 Voronoi 不规则微结构的骨支架标本，且能保证其孔隙率相对稳定在 60% 。在设计过程中，还考虑到了表面面积与细胞黏附过程的关系。通过一系列实验，研究人员发现不同的打印参数对骨支架的力学性能有着显著影响。其中，线宽对压缩强度和弹性模量的影响最为显著，减小线宽会导致这两项性能指标下降；层高度的影响次之，随后是打印温度和打印速度。通过田口 - 灰色关联分析，研究人员找到了一组最佳的打印参数组合，即层高度为 0.0625mm、线宽为 0.25mm、打印温度为 215°C、打印速度为 55mm/s。在这组参数下制造的骨支架，其压缩强度和弹性模量得到了显著提升，能够更好地满足骨再生的生物力学需求。
研究结论
该研究通过实验证明了将田口 - 灰色关联分析方法应用于 Voronoi 微结构骨支架打印参数优化的可行性和创新性。确定了影响聚乳酸骨支架压缩强度和弹性模量的关键打印因素，并得到了最佳打印参数组合。这一研究成果为 3D 打印聚乳酸骨支架的标准化制造提供了重要的理论依据，缩小了实验设计与临床应用之间的差距，有力地推动了骨组织工程领域的发展，为再生医学中骨缺损的治疗带来了新的突破和希望，有望改善患者在骨组织工程治疗中的预后效果。
