聚乳酸与聚羟基丁酸酯复合材料3D 打印制备及性能
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国家自然科学基金资助项目(52475482);辽宁省高等学校基本科研项目(LJ212410143025)


Preparation and Properties of Polylactic Acid and Polyhydroxybutyrate 3D Printing Composites
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    摘要:

    可降解聚酯骨替代物广泛应用于组织工程和再生医学,文中旨在探索新型骨替代材料的制备,使其具有更好的性能和实用性。以聚乳酸( PLA) 与聚羟基丁酸酯( PHB) 为基材,加入纳米羟基磷灰石( nHA) 进行改性,通过控制PHB 含量来调整材料的各项性能,并使其可用于3D 打印。制备了PLA / PHB / nHA 复合材料线材与支架,力学性能显示,材料各项数值均满足应用要求,当PHB 含量增加,材料的力学性能小幅下降,但降解能力有较大提升;当PHB 质量分数为30% 时,复合材料获得最快降解速率。相较于现有PLA 材料,该材料具有更好的生物相容性与降解调控能力。此外,细胞毒性实验显示,各成分材料的细胞存活率均大于90% ,无排斥反应。

    Abstract:

    Biodegradable polyester-based bone substitutes are widely used in tissue engineering and regenerative medicine. This study aimed to provide insights for the development of novel bone substitute materials by enhancing the performance and practicality of existing systems. Using polylactic acid ( PLA ) and polyhydroxybutyrate ( PHB) as raw materials, nano-hydroxyapatite ( nHA ) was incorporated to modify the composite. The mechanical and degradation properties were tailored by adjusting the PHB content, while ensuring compatibility with 3D printing technologies. PLA / PHB / nHA composite filaments and scaffolds were successfully fabricated. Mechanical testing demonstrates that all parameters meet the application requirements. Increasing PHB content results in a moderate decline in mechanical properties but significantly improves the degradation capacity. The composite achieves the fastest degradation rate at a PHB content of 30% . Compared to conventional PLA, this material exhibits superior biocompatibility and degradation controllability. Cytotoxicity assays confirm a cell viability exceeding 90% for all compositions, without observed rejection.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

陈子阳, 马 宁.聚乳酸与聚羟基丁酸酯复合材料3D 打印制备及性能[J].高分子材料科学与工程,2026,42(1):80-88. Ziyang Chen, Ning Ma. Preparation and Properties of Polylactic Acid and Polyhydroxybutyrate 3D Printing Composites[J]. Polymer Materials Science & Engineering,2026,42(1):80-88.

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  • 在线发布日期: 2026-04-17
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