使用4D打印使血管化，骨组织再生，脊柱融合

对于有椎管狭窄、椎体骨折、进行性畸形和不稳定等脊柱疾病的患者，经常进行脊柱融合术以恢复脊柱稳定性。在过去的20年里，65岁以上需要脊柱融合术的人数显著增加。

虽然自体骨移植长期被认为是脊柱融合的参考标准，但疼痛的假关节仍然是临床疗效不佳的主要原因。因此，许多研究人员致力于创造一种仿生支架，诱导血管化，使骨组织再生和脊柱融合术。

在应用物理评论来自韩国成均馆大学的研究人员提出了一种解决仿生支架制造难题的方法。该团队设计了一种微通道支架，由胶原蛋白和羟基磷灰石的结合，每个支柱由微米尺度的微通道组成。微通道可以诱导血管生长小鼠模型。

“由于仿生支架的制造是一个具有挑战性的问题，这项研究的创新在于以微通道的形式增加额外的层次结构，”作者Geun Hyung Kim说。“这是通过4-D打印策略实现的，其中使用了单向变形。”

为了制造仿生胶原蛋白/羟基磷灰石分层支架，研究人员打印了作为双阴性模板的不混溶聚合物混合物。他们随后采用了单向变形(4-D印刷)和涂层工艺。

胶原蛋白是一种亲水性物质，大量的体内研究表明它具有良好的细胞活性。在微通道胶原/羟基磷灰石支架的例子中，研究人员发现，由于微通道提供的毛细血管压力，与传统的胶原支架相比，微通道胶原/羟基磷灰石支架的吸水能力显著提高。因此，在体内的研究表明，细胞浸润到微通道很好。

接下来，研究人员将研究如何提高支架的力学性能。此外，控制支架的力学性能将使微通道胶原/羟基磷灰石支架的广泛应用成为可能。

Kim说:“我相信这种设计的支架可以在肌肉、肌腱和神经等管状结构中有多种应用。”

骨骼肌是一种分级组织肌肉纤维被包裹在称为肌内膜的微通道中。因此,设计脚手架可作为肌内膜，使肌纤维渗入通道。

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