南京医院运动医学中心
MicromechanicalBehaviorofTPMSScaffoldsforBoneTissueEngineering
Macromol.Mater.Eng.,
IF5.
中文摘要后附原文文献
校审者提示
材料科学基础研究在骨组织工程中占有重要的地位，该文章介绍了三周期极小曲面（TPMS）骨架结构，文章结论有助于指导研究人员科研实践中对骨组织工程支架材料进行改进，具有很好的科研和临床应用前景。
校审者简介
马魁
南京医院运动医学中心医师
擅长足踝运动损伤诊断和治疗
译者提示
支架材料是骨组织工程的三大要素之一，研发适宜种子细胞生长的新型材料、改良细胞-支架界面特性及构建合理的支架微观孔隙结构一直以来都是骨科学及材料科学等方向的研究热点。在自然界中存在的蝴蝶羽翼、象鼻虫和甲壳类动物等类似的三周期极小曲面（TPMS）骨架结构给了广大研究人员以启示，TPMS是一种在三维空间种三个独立方向均成周期性的极小曲面，具有几何形状多样并可构建参数化数学模型进行描述的优点。基于TPMS所研发的材料可具有良好的热导电性、完美的孔隙互联、高表面积与体积比、孔隙结构易控性及高强度与硬度等优点。本研究测试了TPMS支架的微观机械特性，确定了本实验条件下的材料是模拟松质骨生物力学环境的合适模板，其优势主要可能在于适当的硬度水平与孔隙率和表面曲率可控性之间的平衡；文中通过MBO计算证实，较高的孔隙率、较低的压缩量和较低的应变率将更好地促进骨和软骨的形成（尽管这可能不适用于所有的组织工程材料）。上述研究结论有助于指导研究人员在未来的工作中对骨组织工程支架材料进行改良，进而加速基础-临床之间的转化。
（仅代表校审者和译者观点，文责由校审者负责）
译文摘要
本文主要研究了基于三周期极小曲面法所设计的孔隙率与曲率可控性的组织工程（TE）支架。该项工作结合了力学测试和有限元（FE）模拟来表征TPMS支架的微观机械特性，例如从细胞水平评估不同几何形状（设SchwartzD、Gyroid和SchwartzP三款形状，每款均包括60%、70%和80%三类孔隙率，由此定义了自SD60到SP80共九种材料模型）和测试条件（设6%、8%和10%的阶梯压缩量，及10秒、20秒和30秒的持续压缩时间）下材料的宏观机械性能反馈。每种材料模型均用10个3D打印试模进行力学测试，所得到的杨氏模量范围从0.GPa（SD80）到0.GPa（SD60）、屈服应力范围自0.MPa（SP80）到5.MPa（SD60）不等，这些结果都与松质骨特性相关。有限元模拟测试表明材料应变率是影响细胞反应的主要因素，当压缩时间从10s增加到30s时，骨形成比率从23.18%（SD）增加到29.81%（SP）。此外，超过6%的压缩量会导致较高的细胞死亡率。较之SP模型而言，SD与SG的细胞粘附性更为均一，但SD支架的过高硬度将会导致细胞死亡率增加。因此，对于大多数组织工程的应用而言，SG支架将会是更好的选择。
译者简介
戴俊
医学博士
医院骨科主治医师
以第一作者发表SCI论文5篇
主持国自然青年基金及苏州市科教兴卫青年科技项目各1项
苏州市中西医结合学会运动医学专业委员会基础学组委员
研究兴趣方向：椎间盘退变的病理机制及治疗策略，脊柱畸形的诊治
原文文献
译文翻译+译者提示+个人简介+原文文献
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