壳聚糖电纺纳米纤维修饰3D打印聚乳酸支架的仿生矿化与抗菌协同效应研究

本研究针对聚乳酸(PLA)骨科植入物表面生物惰性问题，通过融合3D打印与电纺丝技术，开发了壳聚糖基(CH)纳米纤维修饰的PLA支架。该支架显著促进羟基磷灰石(HA)晶体沉积（XRD证实(121)晶面形成），并对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌展现出强抗菌活性。FE-SEM观察到类花朵状碳化HA（ATR-FTIR验证），其表面-NH2基团为磷酸钙沉积成核位点，模拟生物矿化过程，为骨组织再生提供创新策略。

　　

聚乳酸(Polylactic Acid, PLA)因其优异生物相容性和力学性能成为骨科植入物的理想材料，但其表面生物惰性限制了临床应用。为解决该问题，研究人员将3D打印技术与电纺丝技术结合，开发出壳聚糖(Chitosan, CH)基电纺纳米纤维修饰的PLA支架。场发射扫描电镜(FE-SEM)分析证实纳米纤维成功包覆于PLA支架表面。

通过无细胞仿生矿化实验评估支架促进羟基磷灰石(Hydroxyapatite, HA)晶体沉积的效率，结果显示CH修饰支架表面形成显著HA沉积。X射线衍射(XRD)分析证实HA晶体在(121)晶面形成，归因于壳聚糖分子中-NH₂基团为磷酸钙沉积提供成核位点。衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)进一步揭示沉积的HA为碳化类型，与生物磷灰石结构相似。FE-SEM观察到类花朵形貌的HA晶体，印证其仿生特性。

此外，修饰后支架对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和大肠杆菌(Escherichia coli)展现出显著抗菌活性。该研究不仅阐明PLA表面化学特性在体外仿生矿化中的关键作用，更为骨组织再生领域提供兼具生物矿化引导和抗菌功能的新型支架设计策略。

（作者声明无利益冲突）