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骨组织工程中传统与仿生支架结构设计的差异

文章快速阅读：生物医学领域支架结构设计的研究现状

投稿日期：2024-03-13

单胞阵列法立方体、圆柱体、金刚石、菱形八面体、十二面体等

采用日期：2024-04-19

骨传统支架拓扑优化法在单胞的基础上对其进行结构和性能的优化

修回日期：2024-05-26

组

0P

在线日期：2024-06-19织三周期极小曲面法(TPMS)任意一点平均曲率为的周期性结构。常见的有：型、

GD

型、型等

工

程仿蜘蛛网、莲藕、蜂窝、甲虫前翅、竹管、龟壳背甲、

支仿动植物、蜂窝等结构叶脉、丝瓜络、珊瑚、海绵等

架仿生支架

仿哈弗管Haversian呈同心圆的圆筒状结构

仿生结构

仿骨小梁骨骼内部的海绵状部分

文题释义：

骨组织工程：是一门融合了生物学、工程学和材料科学等诸多领域的综合性学科，以“开发出与人体自然骨组织结合的功能性支架”为主

要研究目标，以解决植入物无法与宿主骨融合的问题，从而达到骨缺损修复的目的。其中，支架材料、种子细胞及细胞因子是骨组织工程

中的三大关键要素。

仿生支架：一种模仿天然组织复杂结构和微观生理环境及功能的多孔支架，或者用于模仿自然界生物系统某些特征的支架。这种多孔结构

的支架有利于营养物质的流通与成骨细胞的长入，同时也可促进血管内皮细胞附着和增殖，以支持新生血管的形成和长入，在满足人体机

械性能的同时又具备良好的生物活性和可降解性。

摘要

背景：多孔支架作为新骨生长的临时基质在骨修复过程中起着关键作用，其中多孔支架的结构设计是骨修复过程中的研究重点。

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目的：综述传统支架规则、均匀的支架和仿生支架不规则、不均匀的支架在骨组织工程研究领域的应用。

(CNKI)WebofScienceScienceDirectPubMedEI2008120243

方法：检索中国知网、维普、万方、、、、等数据库，选取年月至年月发表的文

献，中文检索词为“骨组织工程，仿生支架，骨小梁，传统支架，骨修复，三周期极小曲面”，英文检索词为“bonetissueengineering，

bionicscaffoldsbonetrabeculaetraditionalscaffoldsbonerepairTPMS81

，，，，”。最终纳入篇文献进行综述。

结果与结论：骨支架的结构设计是实现骨修复和骨再生的关键，骨组织工程中的支架技术已取得显著进展。传统的规则多孔支架因简单的

制造流程和良好的机械性能被广泛应用，然而这类支架往往缺乏生物活性，难以模拟自然骨组织的复杂微环境，限制了其在促进细胞增殖

和骨再生方面的能力。相反，