Although the toughening of Calcium phosphate (CaP) scaffold by the addition of fiber has been well recognized, integrated mechanical, structural and functional considerations have been neglected in the design and fabrication of CaP scaffold implant. The emerging 3D printing provides a promising technique to construct CaP scaffold with precise size and elaborate microstructure. However, the most challenge is to extrude smoothly the CaP paste containing fibers for frequently-used extrusion-based 3D printing. In this study, frozen section and chemical dispersant (Pluronic F127, F127) were employed jointly to prepare non-aggregated polylactic-co-glycolic acid (PLGA) fibers. The injectability of CaP pastes with well dispersed PLGA fibers was more than 90% when the content of PLGA fibers was no more than 3 wt%. Meanwhile rheological property of CaP pastes with well dispersed fibers showed shear thinning, which were both beneficial to extrude CaP paste with well dispersed fibers for 3D printing. Moreover, these CaP scaffolds showed ductile fracture behavior due to the pullout and bridging effect of PLGA fibers. The cell proliferation and alkaline phosphatase (ALP) activity indicated that 3D printed CaP scaffold containing PLGA fibers possesses excellent biocompatibility and facilitate osteogenic differentiation ability. Thus, it was feasible to print CaP pastes with well dispersed PLGA fibers to construct toughening CaP scaffolds with the higher shape fidelity and complex structures, which had significant clinical potentials in osteoanagenesis due to their higher toughness and excellent biocompatibility.

中文翻译：

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分散良好的静电纺PLGA纤维增韧磷酸钙支架的3D打印，用于骨生成

尽管通过添加纤维使磷酸钙（CaP）支架增韧已得到公认，但在设计和制造CaP支架植入物时忽略了综合的机械，结构和功能方面的考虑。新兴的3D打印技术为构建具有精确尺寸和精细微结构的CaP支架提供了一种有前途的技术。但是，最大的挑战是要平滑地挤出含有纤维的CaP浆料，以用于基于挤出的常用3D打印。在这项研究中，冷冻切片和化学分散剂（Pluronic F127，F127）共同用于制备非聚集聚乳酸-乙醇酸（PLGA）纤维。当PLGA纤维的含量不超过3 wt％时，具有良好分散的PLGA纤维的CaP浆料的可注入性大于90％。同时，具有良好分散纤维的CaP浆的流变特性显示出剪切稀化，这都有助于挤出具有良好分散纤维的CaP浆用于3D打印。此外，由于PLGA纤维的拔出和桥接作用，这些CaP支架表现出韧性断裂行为。细胞增殖和碱性磷酸酶（ALP）活性表明，包含PLGA纤维的3D打印CaP支架具有出色的生物相容性并促进成骨分化能力。因此，印刷具有良好分散性的PLGA纤维的CaP糊剂以构建具有较高形状保真度和复杂结构的增韧CaP支架是可行的，由于其较高的韧性和优异的生物相容性，它们在骨生成方面具有重大的临床潜力。两者均有利于挤出具有良好分散纤维的CaP糊料用于3D打印。此外，由于PLGA纤维的拔出和桥接作用，这些CaP支架表现出韧性断裂行为。细胞增殖和碱性磷酸酶（ALP）活性表明，包含PLGA纤维的3D打印CaP支架具有出色的生物相容性并促进成骨分化能力。因此，印刷具有良好分散性的PLGA纤维的CaP糊剂以构建具有较高形状保真度和复杂结构的增韧CaP支架是可行的，由于其较高的韧性和优异的生物相容性，它们在骨生成方面具有重大的临床潜力。两者均有利于挤出具有良好分散纤维的CaP糊料用于3D打印。此外，由于PLGA纤维的拔出和桥接作用，这些CaP支架表现出韧性断裂行为。细胞增殖和碱性磷酸酶（ALP）活性表明，包含PLGA纤维的3D打印CaP支架具有出色的生物相容性并促进成骨分化能力。因此，印刷具有良好分散性的PLGA纤维的CaP糊剂以构建具有较高形状保真度和复杂结构的增韧CaP支架是可行的，由于其较高的韧性和优异的生物相容性，它们在骨生成方面具有重大的临床潜力。这些CaP支架由于PLGA纤维的拔出和桥接作用而表现出韧性断裂行为。细胞增殖和碱性磷酸酶（ALP）活性表明，包含PLGA纤维的3D打印CaP支架具有出色的生物相容性并促进成骨分化能力。因此，印刷具有良好分散性的PLGA纤维的CaP糊剂以构建具有较高形状保真度和复杂结构的增韧CaP支架是可行的，由于其较高的韧性和优异的生物相容性，它们在骨生成方面具有重大的临床潜力。这些CaP支架由于PLGA纤维的拔出和桥接作用而表现出韧性断裂行为。细胞增殖和碱性磷酸酶（ALP）活性表明，包含PLGA纤维的3D打印CaP支架具有出色的生物相容性并促进成骨分化能力。因此，印刷具有良好分散性的PLGA纤维的CaP糊剂以构建具有更高形状保真度和复杂结构的增韧CaP支架是可行的，由于其更高的韧性和优异的生物相容性，它们在骨生成方面具有重大的临床潜力。细胞增殖和碱性磷酸酶（ALP）活性表明，包含PLGA纤维的3D打印CaP支架具有出色的生物相容性并促进成骨分化能力。因此，印刷具有良好分散性的PLGA纤维的CaP糊剂以构建具有较高形状保真度和复杂结构的增韧CaP支架是可行的，由于其较高的韧性和优异的生物相容性，它们在骨生成方面具有重大的临床潜力。细胞增殖和碱性磷酸酶（ALP）活性表明，包含PLGA纤维的3D打印CaP支架具有出色的生物相容性并促进成骨分化能力。因此，印刷具有良好分散性的PLGA纤维的CaP糊剂以构建具有较高形状保真度和复杂结构的增韧CaP支架是可行的，由于其较高的韧性和优异的生物相容性，它们在骨生成方面具有重大的临床潜力。