For the formation of new bone in critical-sized bone defects, bioactive scaffolds with an interconnected porous network are necessary. Herein, we fabricated three-dimensional (3D) porous hybrid zirconia scaffolds to promote hybrid functionality, i.e., excellent mechanical properties and bioactive performance. Specifically, the 3D printed scaffolds were subjected to Zn-HA/glass composite coating on glass-infiltrated zirconia (ZC). In addition, to pertain the extracellular matrix of bone, biopolymer (alginate/gelatine) was embedded in a developed 3D construct (ZB and ZCB). A zirconia-printed scaffold (Z) group served as a control. The structural and mechanical properties of the constructed scaffolds were studied using essential characterization techniques. Furthermore, the biological performance of the designed scaffolds was tested by a sequence of in vitro cell tests, including the attachment, proliferation, and osteogenic differentiation of dental pulp cells (DPCs). The ZC and ZCB scaffolds exhibited 20% higher compression strength than the zirconia (Z) scaffolds. More importantly, the ZC constructs exhibited superior cell-adhesion, distribution, and osteogenic differentiation ability due to the synergistic effects of the composite coating. In addition, the biopolymer-embedded scaffolds (ZB, ZCB) showed an excellent biological and mechanical performance. Thus, our results suggest that the Zn-HA/glass composite-coated glass-infiltrated zirconia (ZC, ZCB) scaffolds are a dynamic approach to designing bioactive 3D scaffolds for the load-bearing bone regeneration applications.

为了在临界尺寸的骨缺损中形成新的骨骼，具有相互连接的多孔网络的生物活性支架是必需的。在这里，我们制造了三维（3D）多孔杂化氧化锆支架，以促进杂化功能，即优异的机械性能和生物活性。具体地，将3D打印的支架在玻璃渗透的氧化锆（ZC）上进行Zn-HA /玻璃复合涂层。此外，为了涉及骨骼的细胞外基质，将生物聚合物（藻酸盐/明胶）嵌入开发的3D结构（ZB和ZCB）中。氧化锆打印支架（Z）组作为对照组。使用必要的表征技术研究了构建的支架的结构和力学性能。此外，设计的支架的生物学性能通过一系列体外细胞测试来测试，包括牙髓细胞（DPC）的附着，增殖和成骨分化。ZC和ZCB支架的抗压强度比氧化锆（Z）支架高20％。更重要的是，由于复合涂层的协同作用，ZC构建体表现出优异的细胞粘附，分布和成骨分化能力。此外，嵌入生物聚合物的支架（ZB，ZCB）显示出出色的生物学和机械性能。因此，我们的结果表明，Zn-HA /玻璃复合涂层的玻璃渗透氧化锆（ZC，ZCB）支架是一种设计用于承载骨骼再生应用的生物活性3D支架的动态方法。包括牙髓细胞（DPC）的附着，增殖和成骨分化。ZC和ZCB支架的抗压强度比氧化锆（Z）支架高20％。更重要的是，由于复合涂层的协同作用，ZC构建体表现出优异的细胞粘附，分布和成骨分化能力。此外，嵌入生物聚合物的支架（ZB，ZCB）显示出出色的生物学和机械性能。因此，我们的结果表明，Zn-HA /玻璃复合涂层的玻璃渗透氧化锆（ZC，ZCB）支架是一种设计用于承载骨骼再生应用的生物活性3D支架的动态方法。包括牙髓细胞（DPC）的附着，增殖和成骨分化。ZC和ZCB支架的抗压强度比氧化锆（Z）支架高20％。更重要的是，由于复合涂层的协同作用，ZC构建体表现出优异的细胞粘附，分布和成骨分化能力。此外，嵌入生物聚合物的支架（ZB，ZCB）显示出出色的生物学和机械性能。因此，我们的结果表明，Zn-HA /玻璃复合涂层的玻璃渗透氧化锆（ZC，ZCB）支架是一种设计用于承载骨骼再生应用的生物活性3D支架的动态方法。ZC和ZCB支架的抗压强度比氧化锆（Z）支架高20％。更重要的是，由于复合涂层的协同作用，ZC构建体表现出优异的细胞粘附，分布和成骨分化能力。此外，嵌入生物聚合物的支架（ZB，ZCB）显示出出色的生物学和机械性能。因此，我们的结果表明，Zn-HA /玻璃复合涂层的玻璃渗透氧化锆（ZC，ZCB）支架是一种设计用于承载骨骼再生应用的生物活性3D支架的动态方法。ZC和ZCB支架的抗压强度比氧化锆（Z）支架高20％。更重要的是，由于复合涂层的协同作用，ZC构建体表现出优异的细胞粘附，分布和成骨分化能力。此外，嵌入生物聚合物的支架（ZB，ZCB）显示出出色的生物学和机械性能。因此，我们的结果表明，Zn-HA /玻璃复合涂层玻璃渗透氧化锆（ZC，ZCB）支架是一种设计用于承载骨骼再生应用的生物活性3D支架的动态方法。嵌入生物聚合物的支架（ZB，ZCB）具有出色的生物学和机械性能。因此，我们的结果表明，Zn-HA /玻璃复合涂层的玻璃渗透氧化锆（ZC，ZCB）支架是一种设计用于承载骨骼再生应用的生物活性3D支架的动态方法。嵌入生物聚合物的支架（ZB，ZCB）具有出色的生物学和机械性能。因此，我们的结果表明，Zn-HA /玻璃复合涂层玻璃渗透氧化锆（ZC，ZCB）支架是一种设计用于承载骨骼再生应用的生物活性3D支架的动态方法。