微通道多孔支架负载去铁胺（DFO）引导骨再生的创新研究及其在骨缺损修复中的应用

本研究通过3D打印技术结合线性线阵列（LWAs）和冻干技术，开发了具有垂直微通道结构的胶原/羟基磷灰石（Col I/HA）复合支架，并负载促血管药物去铁胺（DFO）。该支架具备大孔径、高孔隙率和连续贯通通道特性，显著促进MC3T3-E1细胞增殖和碱性磷酸酶（ALP）活性，50μM DFO浓度下血管内皮细胞成管效果最佳。大鼠颅骨缺损模型显示，植入8周后新骨体积达53%，且新生组织富含血管，为骨组织工程修复提供了新策略。

　　

Highlight

本研究通过创新性结合3D打印、线性线阵列（LWAs）和冻干技术，成功构建了具有垂直微通道结构的胶原/羟基磷灰石（HA）复合支架，并负载促血管小分子药物去铁胺（DFO）。该支架通过精确调控通道直径（8mm）和孔隙率，实现了细胞定向迁移和营养物质高效交换，为骨缺损修复提供了结构仿生解决方案。

Materials

实验采用天津三宁生物科技有限公司提供的I型胶原（Col I）和羟基磷灰石（HA），西安瑞熙生物技术有限公司的去铁胺（DFO）及乙酸，德国默克公司的聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA），其他试剂购自北京索莱宝科技有限公司。

Preparation of Scaffold Materials

基于预设模型参数，使用3D打印机制备了PLGA圆柱形无盖模具（直径8mm，高30mm），并通过LWAs技术排列金属丝形成定向通道模板。冻干后获得具有贯通微通道的多孔支架，其表面形貌经扫描电镜（SEM）验证，孔隙率和吸水率分别达85%和300%，压缩强度为2.5MPa，满足骨修复力学需求。

Preparation and Morphological Structure Characterization of Porous Scaffolds

红外光谱分析显示，胶原经EDC/NHS交联后，3300cm^-1处酰胺A带N-H伸缩振动峰和3070cm^-1处肩峰强度显著变化，证实交联成功。SEM显示支架具有均匀分布的微通道（直径200-300μm），通道壁呈现多孔网状结构，有利于细胞贴附和营养渗透。

Conclusion

负载DFO的微通道多孔支架展现出卓越的骨诱导和血管生成能力。大鼠颅骨缺损模型中，新骨体积占比达53%，且新生组织富含功能性血管网络。该研究为骨组织工程提供了兼具结构引导性和生物活性的新型支架设计范式。