应用熔融沉积成型技术（FDM）制备羟基磷灰石（HA）/聚己内酯（PCL）组织工程支架,探讨其内部结构和力学性能。以羟基磷灰石和聚己内酯为原料,采用熔融共混技术分别制备HA质量分数为20%的nano-HA/PCL和micro-HA/PCL复合材料,使用自主研发的熔体微分FDM 3D打印机制备HA/PCL复合材料组织工程支架。通过显微镜观察发现,所制备的nano-HA/PCL和micro-HA/PCL组织工程支架具有均匀分布且相互连通的近似矩形的孔隙。nano-HA/PCL和micro-HA/PCL组织工程支架的断面图分析结果表明,nano-HA/PCL组织工程支架中HA粒子分布均匀,而micro-HA/PCL组织工程支架中HA粒子发生了团聚,导致nano-HA/PCL组织工程支架的拉伸强度和弯曲强度均高于micro-HA/PCL组织工程支架。因此,利用熔体微分FDM 3D打印机打印生物活性nano-HA/PCL复合材料组织工程支架在骨组织工程中具有潜在的应用前景。

有序沉积是许多微纳米纤维实现应用的前提条件,为了研究电场下纤维单层沉积的误差以及双层沉积的精度,使用生物可降解材料聚己内酯(PCL),采用自主设计的微纳三维可控成型设备进行直写电纺实验,考察了接收距离、纺丝电压对重复路径可控成型精度的影响,以及纤维间距对熔体电纺并行路径可控成型误差的影响。结果表明,随着纺丝距离的增大,纤维的可控性下降,重复路径的偏移距离增大,当接收距离为7mm时,偏移距离达到1.1mm;随着电压的增加,纤维在重复路径上的偏移距离增加,电压为30kV时,偏移距离为0.6mm;此外,随着并行纤维设定距离的增大,纤维的沉积误差起初快速减小,随后下降速度大幅降低,并最终趋于平稳。