摘要
背景：尽管增材制造的Ti-6Al-4V支架在修复大面积骨缺损中具有重要意义，但其在促进早期人间充质干细胞（hMSC）粘附和存活方面的最佳孔隙率和表面积仍不明确。本研究评估了符合hMSC及成骨细胞生存、增殖、分化、细胞周期及粘附要求的支架结构。方法：从四位健康捐赠者中获取的原代hMSC通过流式细胞术、免疫荧光和Western blotting进行分析。将细胞接种到具有不同孔隙率（P50–P90，孔隙率50–90%）的Ti-6Al-4V支架上，并培养120小时。通过台盼蓝排除法检测细胞活力和粘附情况，利用流式细胞术分析细胞凋亡和细胞周期，通过胶原蛋白I、骨钙素和Akt磷酸化检测成骨分化。使用含有胶原蛋白的hMSC和成骨细胞来评估细胞迁移和表型保持能力。结果：在最致密的P50支架中，hMSC和分化后的成骨细胞的存活率显著高于P60和P70支架（两种情况下的p < 0.005，单因素方差分析，显著性水平α = 0.05，随后进行Bonferroni校正）。在所研究的支架结构中，P50在当前实验条件下表现出最佳的早期细胞粘附效果。未检测到支架引起的细胞凋亡或增殖变化。培养过程中成骨分化和Akt磷酸化水平有所提高。在含有胶原蛋白的支架中，细胞从基质中迁移并优先附着在钛支柱上，其中P50支架的附着性能更优。结论：在所研究的支架结构中，低孔隙率/高表面积的P50设计为hMSC和成骨细胞提供了最佳的早期微环境，且无细胞毒性作用。
