基于响应面法预测PCL/PHBV组织工程支架力学性能的模型构建与验证研究

《Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials》：Developing Models to Predict Mechanical Behavior of PCL/PHBV Composites for Tissue Engineering: A Response Surface Methodology Study

本研究创新性地将响应面法（RSM）与实验验证相结合，系统分析了不同配比的聚己内酯（PCL）/聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)（PHBV）多孔支架的力学性能。研究证实RSM模型具有卓越预测精度（R2=0.93–0.99），为骨组织工程支架的定向优化提供了高效可靠的数值化设计工具。

　　

Highlight

通过改变支架的孔隙率（致孔剂含量）和组分浓度，支架的力学性能（如弹性模量）可在湿润状态下实现34–931 MPa、在干燥状态下实现6–287 MPa的精准调控。响应面法（RSM）展现出惊人的预测能力（R² = 0.93–0.99），证实其作为评估支架性能的稳健数值工具的有效性。

结论与未来展望

本研究通过实验设计（DOE）和中央复合设计（CCD）制备了13种不同PCL/PHBV配比和氯化钠含量（作为致孔剂）的支架，重点评估了支架在湿润和干燥状态下的力学行为。研究结果表明，通过调整聚合物比例和孔隙率，可显著改变PCL/PHBV复合支架的力学性能。未来研究将聚焦于优化支架的生物学性能（如细胞相容性和成骨分化能力），并探索这些定制化支架在特定骨缺损修复中的临床应用潜力。