Effet de la porosité et de la forme des pores sur les propriétés mécaniques et biologiques des échafaudages osseux fabriqués par fabrication additive

Qingyang Liu, Fei Wei, Melanie Coathup, Wen Shen, Dazhong Wu

Résumé

Cette étude examine l’effet de la porosité et de la forme des pores sur le comportement biologique et mécanique des échafaudages fabriqués par fabrication additive pour l’ingénierie des tissus osseux (BTE). Des échafaudages en acide polylactique avec des niveaux de porosité variables (15–78%) et des formes de pores, incluant des structures régulières (pores rectangulaires), gyroides et diamants (surfaces minimales périodiques triplement) sont fabriquées par fabrication par filament fondu. Des macrophages dérivés de souris et des cellules stromales mésenchymateuses humaines issues de la moelle osseuse (hBMSCs) sont ensemencées sur les échafaudages. Le comportement en compression et la morphologie de surface des échafaudages sont caractérisés. Les résultats montrent que les échafaudages avec 15%, 30% et 45% de porosité présentent les taux de croissance les plus élevés de macrophages et d’hBMSCs. Les échafaudages gyroides et diamants présentent un taux plus élevé de prolifération des macrophages, tandis que les échafaudages diamants montrent un taux plus élevé de prolifération des hBMSCs. De plus, les échafaudages gyroides et diamants affichent un meilleur comportement en compression par rapport aux échafaudages réguliers. Il est particulièrement à noter que les échafaudages diamants ont le plus grand module de compression et la plus grande résistance. La caractérisation de la morphologie de surface indique que la rugosité de surface des échafaudages diamants et gyroides est plus grande que celle des échafaudages réguliers au même niveau de porosité, ce qui est bénéfique pour l’adhésion et la prolifération des cellules. Cette étude fournit des informations précieuses sur le choix de la porosité et de la forme des pores pour les échafaudages fabriqués par fabrication additive en BTE.

Lien texte complet : https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202301111