3D打印钛合金显著增强成骨分化与细胞外基质矿化：体外模型的深入解析

　　本研究针对传统钛植入体成骨性能不足的问题，由研究人员开展3D打印钛（Ti）表面对成骨效应影响的机制探索。结果表明：3D打印Ti可显著上调RUNX2、COL I、OPN及BSP等成骨基因表达，促进碱性磷酸酶（ALP）活性和细胞外基质（ECM）矿化，为骨组织工程和再生医学提供了创新性材料解决方案。

　　

本研究旨在评估三维（3D）打印钛（Ti）材料表面的成骨效能。通过将间充质干细胞（MSC）和成骨样细胞系（Saos-2）接种于3D打印钛表面培养长达17天，从细胞形态、增殖活力、基因表达（包括RUNX2、I型胶原（COL I）、骨桥蛋白（OPN）、骨唾液蛋白（BSP）和骨钙素（OC））、COL I分泌量、碱性磷酸酶（ALP）活性及细胞外基质（ECM）矿化程度等多维度开展系统分析。以机械加工钛样本作为对照，统计学显著性水平设定为5%。

研究结果显示，3D打印钛与机械加工钛在支持MSC和Saos-2细胞黏附与增殖方面无显著差异（p > 0.05）。然而，在3D打印钛上培养的Saos-2细胞表现出显著更高的ALP活性（p < 0.05），MSC则未呈现明显变化。更重要的是，两种细胞在3D打印钛表面均显示出成骨相关基因（RUNX2、COL I、OPN、BSP）的上调、COL I蛋白分泌增加以及ECM矿化增强，与机械加工钛相比具统计学差异（p < 0.05）。

综上，3D打印钛材料可显著加速MSC和Saos-2细胞的成骨分化进程，通过激活与骨生长及基质矿化相关的分子通路，展现出优于传统加工钛的生物学性能。这一发现为骨组织工程和骨再生策略的创新提供了有力的实验依据与材料学支持。