CN111110404A

CN111110404A - 一种3d打印的多结构骨复合支架

Info

Publication number: CN111110404A
Application number: CN202010028433.3A
Authority: CN
Inventors: 杨熙; 柯东旭; 崔文国; 余嘉
Original assignee: Suzhou Nuopu Regenerative Medicine Co ltd
Current assignee: Suzhou Nuopu Regenerative Medicine Co ltd
Priority date: 2020-01-10
Filing date: 2020-01-10
Publication date: 2020-05-08
Anticipated expiration: 2040-01-10
Also published as: CN111110404B

Abstract

本发明涉及一种3D打印的多结构骨复合支架，包括多层结构，不同层采用不同配比的复合材料，通过3D打印而成，具有不同的3D打印纤维间距和孔隙率。具体结构包括仿生骨结构，外层孔隙率低孔径小来模拟密质骨结构，内层孔隙率高孔径大来模拟松质骨结构，整体形成类似于真骨结构的支架；骨整合结构，外层孔隙率高孔径大来促进与周围骨的整合，内层孔隙率低孔径小来在促进骨整合的同时对整体结构进行支撑，整体适合骨缺损的修复。支架的材料优选磷酸三钙(TCP)和聚己内酯(PCL)的复合材料，具有较好的生物相容性和可打印性。本发明还通过添加金属离子和表面改性处理，促进其骨修复的效果。

Description

一种3D打印的多结构骨复合支架

技术领域

本发明涉及骨复合支架领域，具体而言，涉及一种3D打印的多结构骨复合支架。

背景技术

骨作为人体最大的组织器官，在为关节、肌腱与韧带提供力学支撑，保护重要器官，造血和维持体内正常钙磷代谢平衡等方面承担着非常重要的作用。因意外伤害、老龄化、炎症、肿瘤和先天畸形所造成的骨缺损患者不计其数。骨缺损的治疗离不开骨组织重建，而进行骨缺损的组织结构重建时，需要合适的填充材料来代替原来缺失的骨质。临床中所使用的自体骨、同种异体骨或是其他填充材料都存在或多或少的缺陷。随着骨组织工程和3D打印技术的相继出现，骨移植替代物的研制又迈出了新的方向。理想的骨移植替代物应当具备成骨性、骨诱导性、骨传导性和骨整合性四种特性。

骨支架材料包括无机材料(氧化铝陶瓷、羟基磷灰石、磷酸三钙、天然骨等)、有机材料(包括聚羟基乙酸、聚乳酸、聚己内酯、胶原、壳聚糖等)及其复合材料。聚己内酯(Polycaprolactone，PCL)是一种人工合成的高分子有机化合物，具有良好的生物相容性、可降解性、韧性和强度，适合作为组织工程支架材料，但其本身不具有生物活性，表面光滑，疏水性强，不适宜细胞的粘附和生长。磷酸三钙(Tricalcium phosphate，TCP)具有良好的生物相容性和体内可降解性，能够诱发新骨的生长，并随之被新骨组织做代替，是一种良好的骨移植替代材料，但其脆性比较大。由于PCL和TCP存在上述缺点，大量研究将PCL和TCP制成复合支架用于骨细胞培养。如CN102020835B公开了一种聚己内酯/β-磷酸三钙多孔复合材料的制备方法，用溶胶-凝胶法，将浓磷酸和醋酸钙在甲醇中混合形成溶胶，再加入聚己内酯得到复合物凝胶，陈化和冷冻干燥，得到聚己内酯/β-磷酸三钙多孔复合材料，不过其结构单一，没有为了骨生长所设计的不同的孔与孔隙率和仿生的骨结构。CN102552980B公开了采用黏附特异性多肽序列修饰支架表面，能够延缓干细胞衰老，提高干细胞的分化潜能。

由于成熟骨是由密质骨、松质骨、骨髓、血管等多结构组成，不同结构的孔径、孔隙率和力学性能不同，因而单一结构的PCL/TCP复合支架不能够很好地模拟骨的结构。TWM552816U公开了一种双介面的人工骨骼，包含：一硬骨生长层；以及一软骨生长层，其系位于该硬骨生长层之上；其中，该硬骨生长层系实质上由三钙磷酸盐(β-tricalciumdiphosphate,β-TCP)、氢氧基磷灰石(hydroxyapatite,HA)以及二氧化硅(SiO₂)所构成；以及该软骨生长层之材料系选自由甲壳素(Chitosan)、聚乳酸(Polylactic Acid，PLA)、聚己内酯(polycaprolactone,PCL)、海藻酸(Alginate)及明胶(Gelatin)所组成之群组。该专利制备了双层结构的人工骨骼，但是双层是分别用于硬骨生长和软骨生长，没有完全模拟成骨和利于骨修复的结构，也没有合理利用PCL和TCP复合性能。

有鉴于此，特提出本发明，提供一种3D打印的多结构骨复合支架。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D打印的多结构骨复合支架，更好地模拟成骨的结构以及骨缺损结构，促进骨细胞的粘附、增殖和分化，改善骨细胞的生长环境，提高修复效果。

由于成骨包括密质骨、松质骨、骨髓、血管等，单一结构的骨支架难以模拟骨的生长环境；当骨支架用于骨缺损修补时，还要考虑到与骨缺损位置的结合，以及人体骨缺损自我修复过程。3D打印能够根据模型的设计打印出支架，可以更好地模拟骨的多结构。

所述3D打印的多结构骨复合支架一个典型实施例为双层结构，双层材料均由骨支架无机材料和骨支架可降解高分子材料复合而成，所述双层结构包括第一层和第二层，所述第一层中骨支架无机材料与骨支架可降解高分子材料比例大于第二层中骨支架无机材料与骨支架可降解高分子材料比例；双层结构均通过3D打印而成，且所述第一层和第二层结构具有不同的3D打印纤维间距、孔隙率和抗压强度。

进一步地，所述双层结构为片状双层结构、柱状内外层结构或球形内外层结构，优选为柱状内外层结构；所述第一层指的是柱状结构的外层或者球形结构的外层，所述第二层指的是柱状结构的内层或者球形结构的内层。

进一步地，所述骨支架无机材料可选择为磷酸三钙(TCP)、羟基磷灰石、生物玻璃、生物水泥中的一种或多种，优选TCP；所述骨支架可降解高分子材料可选择为聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)、聚乙交酯(PGA)、聚乳酸-乙交酯共聚物(PLGA)、聚二噁烷酮(PDS)、聚乳酸己内酯(PLCL)、聚乳酸-乙二醇-乳酸共聚物(PLA-PEG-PLA)、聚乙二醇(PEG)、甲氧基聚乙二醇(mPEG)、海藻酸盐中的一种或多种，优选PCL。聚乳酸包括所有包含乳酸的聚合物，其乳酸包含不同分子旋光性，例如左旋(L)和右旋(D)。

进一步地，所述第一层中骨支架无机材料重量占骨支架无机材料与骨支架可降解高分子材料重量之和的20～50wt％，优选25～40wt％；所述第二层中骨支架无机材料重量占骨支架无机材料与骨支架可降解高分子材料重量之和的0～30wt％，优选10～20wt％。

进一步地，所述多结构骨复合支架中骨支架无机材料与骨支架可降解高分子材料重量之和占多结构骨复合支架打印原料总重量的50～100wt％。

进一步地，所述第一层的孔隙率为10～50％，第二层的孔隙率为50～80％；或第一层的孔隙率为50～80％，第二层的孔隙率为10～50％。

此发明还涉及了两种具体的双层柱状结构模型，采用PCL/TCP复合材料3D打印而成的仿生骨结构和骨修复结构，所述第一层指的是所述双层柱状结构的外层，所述第二层指的是所述双层柱状结构的内层，采用以下技术方案：

所述仿生骨结构中内层直径为外层直径的60～90％，外层的打印原料中TCP占TCP/PCL的20～50wt％，孔隙率为10～50％；内层的打印原料中TCP占TCP/PCL的0～30wt％，孔隙率50～80％。

所述骨修复结构中内层直径为外层直径的60～90％，外层的打印原料中TCP占TCP/PCL的20～50wt％，孔隙率为50～80％；内层的打印原料中TCP占TCP/PCL的0～30wt％，孔隙率10～50％。

进一步地，所述仿生骨结构的内外层3D打印纤维直径均为0.1～0.5mm，外层纤维间距0.05～0.3mm，内层纤维间距0.2～0.5mm。

进一步地，所述骨修复结构的内外层3D打印纤维直径均为0.1～0.5mm，外层纤维间距0.2～0.5mm，内层纤维间距0.05～0.3mm。

另外，除了上文所述的双层结构，本发明的多结构骨复合支架可以是三层结构，四层结构，以及其中某一层为拼接结构等。

进一步地，复合支架3D打印包括如下步骤：设计好支架打印模型，将骨支架无机材料与骨支架可降解高分子材料按照比例通过有机溶剂混合，通风橱过夜挥掉溶剂后，将复合材料放入3D打印机，设定相应的参数，通过精细喷头挤出，叠加形成支架。

2.其他添加成分

3D打印的多结构骨复合支架还可以添加微量金属离子，以获得不同的性能。例如Mg可促进细胞的黏附增殖，诱导骨生成，促进新骨生成；Zn对于成骨细胞的增殖有特殊的直接刺激作用，而对于破骨细胞有一定的抑制作用；Sr可以调节骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化，促进骨基质蛋白的合成与沉淀，加速成骨细胞分化；Si可以促进成骨分化；Ca是骨骼重要的组成元素；Ag可以增加支架材料抗菌性；其他相关的金属离子还包括Fe、Cu、K、Na、Ti等。同时，金属离子加入形式的不同还会影响支架的物理性能，如MgO和SrO可以促进PCL的降解，但ZnO对PCL的降解影响很小；SiO₂能够提高复合支架的强度，Si为硅酸盐陶瓷时，与TCP能够性能互补。

在多结构的骨支架中，根据性能需求的不同，加入不同的金属离子，可以达到更好地技术效果。一个典型的实施例是在第一层3D打印原料中加入ZnO、MgO，和Ag₂O既能提高密质层的强度，还能避免感染和更高效成骨；进一步地，所述第一层3D打印原料中的含量包括0.1～5wt％的MgO，0.1～5wt％的ZnO，0.1～5wt％的Ag₂O。

另一个典型的实施例是在第二层3D打印原料中加入MgO、SrO，和SiO₂可以提高PCL的降解速率，成骨和成血管；进一步地，第二层3D打印原料中包括0.1～5wt％的MgO，0.1～5wt％的SiO₂，和0.1～0.5wt％的SrO。另外一个典型实施例是将其他金属离子与硅制成硅酸盐，如硼硅酸盐、镁硅酸盐、多元硅酸钙锂等，同时释放不同的金属离子，而且当选择高强度的硅酸盐陶瓷还能提高增强TCP的强度，改善脆性等。

3.复合支架的表面改性

通过对复合支架的表面改性，改善亲水性、增加表面粗糙度、提高细胞的粘附性和增加营养成分在支架表面的键合等，均有利于细胞的增殖、生长和分化。

改善亲水和粗糙性方面，使用NaOH浸泡支架，可以使得PCL适当水解，增加亲水基团和粗糙程度，一个典型的实施例是将复合支架浸泡在3M NaOH溶液中浸泡一天；使用有机溶剂腐蚀PCL也是一种增加亲水性和粗糙度是一种常用的方法，通过调整合适腐蚀时间，能够增加PCL复合支架的粗糙度，一个典型的实施例是将无水乙醇、丙酮和二氯甲烷按照10:5:1的体积混合制成有机溶液，然后将复合支架浸泡30～210s；另外也可通过附加涂层的方法提高表面粗糙度和亲水性，一个典型的实施例是将TCP溶解到PCL的丙酮溶液中，再通过浸入涂层法得到带有TCP的涂层。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明采用不同配比的骨支架无机材料与骨支架可降解高分子材料，3D打印出不同力学性能、孔隙率，孔径，和结构的骨复合支架，能够更好的模拟骨的多结构和力学性能；优选的PCL/TCP复合材料具有良好的机械性能和降解性能。

2、本发明的仿生骨结构的外层孔隙率低孔径小来模拟密质骨，内层孔隙率高孔径大来模拟松质骨结构，整体形成类似于真骨结构的支架；骨整合结构外层孔隙率高孔径大来促进与周围骨的整合，内层孔隙率低孔径小来在促进骨整合的同时不明显降低整体支架的力学性能，整体适合骨缺损的修复。

3、本发明针对于骨支架各层性能需求的不同，合理添加不同的金属离子，以获得综合性能优异的骨支架。如在外层添加ZnO、MgO，和Ag₂O，在内层添加MgO、SrO，和SiO₂，分别改善了骨支架的各层的性能，还促进骨细胞的粘附、生长和分化，和抗菌性等。本发明还通过多种方法地对支架进行表面改性，以提高细胞的粘附、增殖和分化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1仿生骨结构和骨修复结构3D打印后实物图；

图2为实施例1仿生骨结构和骨修复结构图；

图3为实施例1仿生骨结构和骨修复结构的扫描电镜图；

图4为实施例1仿生骨结构和骨修复结构的压缩模量图；

图5为实施例1仿生骨结构和骨修复结构的压缩强度图；

图6为实施例1复合支架内层材料的元素能谱图；

图7为实施例1复合支架外层材料的元素能谱图；

图8为实施例1不同成分支架的微观结构扫描电镜图；

图9为实施例2NaOH表面改性后的支架微观结构扫描电镜图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1

①3D打印步骤：

3D打印采用的打印机为OPUS，具体参数跟据混料的成分选择，可选参数有打印压力，打印速度，打印温度，纤维直径，纤维间距，孔隙率；3D打印的具体步骤如下：设计好支架打印模型，将PCL和TCP按照比例混合制得复合材料，然后将复合材料放入3D打印机，设定相应的参数，通过精细喷头挤出，纤维层叠加形成支架。

②采用上述3D打印步骤，调整打印原料的配比和打印模型，打印出各类3D打印复合支架，PCL的分子量为43000；TCP的纯度大于或等于96％：

a.仿生骨结构中外层成分经过优化得到最终打印参数：打印原料中各成分质量百分比为：70％PCL、26.75％TCP，0.25％ZnO、1％MgO，2％Ag₂O，3D打印的纤维直径为200μm，纤维的间距200μm，打印时采用110摄氏度，600Psi的压力，150mm/min的打印速度。

b.仿生骨结构中内层成分经过优化得到最终打印参数：打印原料中各成分质量百分比为：80％PCL、17.5％TCP，1％MgO、0.5％SrO，1％SiO₂，3D打印的纤维直径为200μm，纤维的间距400μm，打印时采用110摄氏度，600Psi的压力，150mm/min的打印速度。

c.骨修复结构中外层成分经过优化得到最终打印参数：打印原料中各成分质量百分比为：70％PCL、26.75％TCP，0.25％ZnO、1％MgO，2％Ag₂O，3D打印的纤维直径为200μm，纤维的间距400μm，打印时采用110摄氏度，600Psi的压力，150mm/min的打印速度。

d.骨修复结构中内层成分经过优化得到最终打印参数：打印原料中各成分质量百分比为：80％PCL、17.5％TCP，1％MgO、0.5％SrO，1％SiO₂，3D打印的纤维直径为200μm，纤维的间距200μm，打印时采用110摄氏度，600Psi的压力，150mm/min的打印速度。

③结果：

图1为仿生骨结构和骨修复结构3D打印后实物图，左侧为骨修复结构，右侧为仿生骨结构，从图中可以看出仿生骨结构和骨修复结构均为双层柱状结构，分为内层和外层，内层和外层具有不同的纤维间距，材料也有所不同，外层由于加入了Ag₂O而变成了黑色。

图2为仿生骨结构和骨修复结构图，利用光学显微镜观察得到；其中(a)为仿生骨结构内层大孔结构，(b)右侧为仿生骨结构外层小孔结构，(c)为骨修复结构内层小孔结构，(d)右上侧为骨修复结构外层大孔结构。从图中可以看出，仿生骨结构的内层纤维间距大约为400μm，外层纤维间距大约为200μm，骨修复结构的内层纤维间距大约为400μm，外层纤维间距大约为200μm，与3D打印的尺寸一致。并且仿生骨结构和骨修复结构孔径大小与人骨孔径大小类似，适合骨细胞的生长。

图3为仿生骨结构和骨修复结构的扫描电镜图，其中(a)为仿生骨结构内层大孔结构，(b)为仿生骨结构外层小孔结构，(c)为骨修复结构内层小孔结构，(d)为骨修复结构外层大孔结构。从图中可以看出3D打印纤维表面光滑，内部存在微小颗粒，为复合的金属氧化物的纳米颗粒。

图4为仿生骨结构和骨修复结构压缩模量测试结果，仿生骨结构的压缩模量约为123.58MPa，骨修复结构的压缩模量约为111.81MPa；

图5为仿生骨结构和骨修复结构压缩模量测试结果，仿生骨结构的压缩强度约为5.05MPa，骨修复结构的压缩强度约为4.58MPa。结果表明，实施例1的复合支架具有较好的压缩模量和压缩强度。

图6为复合支架内层材料的元素能谱图，图7为复合支架外层材料的元素能谱图，由此可知复合材料所加入金属氧化物得含量与元素分析结果基本一致。

图8为不同成分支架的微观结构扫描电镜图，其中(a)纯PCL打印，(b)内层复合材料，(c)外层复合材料的打印的扫描电镜图。结果表明加入复合材料后表面粗糙度明显提高。

另外，还对仿生骨结构和骨修复结构的孔隙率进行测试。仿生骨结构外层孔隙率40.2％，内层孔隙率71.3％，综合孔隙率55.7％；骨修复结构外层结构孔隙率70.9％，内层孔隙率39.1％，综合孔隙率45.5％。结果表明，仿生骨结构和骨修复结构的内外层具有不同的孔隙率，形成类似于真骨结构的支架或适合骨缺损的修复。

实施例2

采用与实施例1相同的步骤和参数，但与实施例1不同之处还在于，打印后，对支架进行表面改性，根据优化选出最适合的表面改性方法NaOH浸泡的方法，具体步骤如下：将打印后的支架在37℃的环境下浸泡在3M的NaOH的溶液中24h后取出。

图9为NaOH表面改性后的支架微观结构扫描电镜图：表面改性为支架造成小孔结构，表面粗糙度进一步增强，有利于细胞的粘附生长。

实施例3

①3D打印步骤：

3D打印采用的打印机为OPUS，具体参数跟据混料的成分选择，可选参数有打印压力，打印速度，打印温度，纤维直径，纤维间距，孔隙率；3D打印的具体步骤如下：设计好支架打印模型，将聚乳酸(PLA)溶解于氯仿中配制成质量浓度为20％的溶液，再按照比例加入羟基磷灰石(HA)混合制得复合材料，然后将复合材料放入3D打印机，设定相应的参数，通过精细喷头挤出，纤维层叠加形成支架，然后通过挥发去除氯仿。

②采用上述3D打印步骤，调整打印原料的配比和打印模型，打印出各类3D打印复合支架，PLA的平均分子量为120000；HA平均粒径小于100nm：

a.仿生骨结构中外层成分经过优化得到最终打印参数：打印原料中各成分质量百分比为：65％PLA、32.5％HA，0.5％ZnO、1％MgO，1％Ag₂O，3D打印的纤维直径为200μm，纤维的间距200μm，100Psi的压力，150mm/min的打印速度。

b.仿生骨结构中内层成分经过优化得到最终打印参数：打印原料中各成分质量百分比为：80％PLA、15.5％HA，1.5％MgO、1％SrO，2％SiO₂，3D打印的纤维直径为200μm，纤维的间距400μm，100Psi的压力，150mm/min的打印速度。

c.骨修复结构中外层成分经过优化得到最终打印参数：打印原料中各成分质量百分比为：65％PLA、32.5％HA，0.5％ZnO、1％MgO，1％Ag₂O，3D打印的纤维直径为200μm，纤维的间距400μm，100Psi的压力，150mm/min的打印速度。

d.骨修复结构中内层成分经过优化得到最终打印参数：打印原料中各成分质量百分比为：80％PLA、15.5％HA，1.5％MgO、1％SrO，2％SiO₂，3D打印的纤维直径为200μm，纤维的间距200μm，100Psi的压力，150mm/min的打印速度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种3D打印的多结构骨复合支架，其特征在于，所述3D打印的多结构骨复合支架为双层结构，所述双层结构的材料由骨支架无机材料和骨支架可降解高分子材料复合而成；所述双层包括第一层和第二层，所述第一层中骨支架无机材料与骨支架可降解高分子材料比例大于第二层中骨支架无机材料与骨支架可降解高分子材料比例；所述双层通过3D打印而成，且所述第一层和第二层结构具有不同的3D打印纤维间距、孔隙率和抗压强度。

2.根据权利要求1所述的多结构骨复合支架，其特征在于，所述骨支架无机材料可选择为磷酸三钙(TCP)、羟基磷灰石、生物玻璃、生物水泥中的一种或多种，优选TCP；所述骨支架可降解高分子材料可选择为聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)、聚乙交酯(PGA)、聚乳酸-乙交酯共聚物(PLGA)、聚二噁烷酮(PDS)、聚乳酸己内酯(PLCL)、聚乳酸-乙二醇-乳酸共聚物(PLA-PEG-PLA)、聚乙二醇(PEG)、甲氧基聚乙二醇(mPEG)、海藻酸盐中的一种或多种，优选PCL。

3.根据权利1所述的多结构骨复合支架，其特征在于，所述第一层中骨支架无机材料重量占骨支架无机材料与骨支架可降解高分子材料重量之和的20～50wt％，优选25～40wt％；所述第二层中骨支架无机材料重量占骨支架无机材料与骨支架可降解高分子材料重量之和的0～30wt％，优选10～20wt％；优选地，所述多结构骨复合支架中骨支架无机材料与骨支架可降解高分子材料重量之和占多结构骨复合支架打印原料总重量的70～100wt％。

4.根据权利1所述的多结构骨复合支架，其特征在于，所述第一层的孔隙率为10～50％，第二层的孔隙率为50～80％；或第一层的孔隙率为50～80％，第二层的孔隙率为10～50％。

5.根据权利1所述的多结构骨复合支架，其特征在于，所述多结构骨复合支架为仿生骨结构，所述仿生骨结构为双层柱状结构，所述第一层指的是所述双层柱状结构的外层，所述第二层指的是所述双层柱状结构的内层；所述仿生骨结构中内层直径为外层直径的60～90％，外层的打印原料中TCP占TCP/PCL的20～50wt％，孔隙率为10～50％；内层的打印原料中TCP占TCP/PCL的0～30wt％，孔隙率50～80％；优选地，所述仿生骨结构的内外层3D打印纤维直径均为0.1～0.5mm，外层纤维间距0.05～0.3mm，内层纤维间距0.2～0.5mm。

6.根据权利1所述的多结构骨复合支架，其特征在于，所述多结构骨复合支架为骨修复结构，所述骨修复结构为双层柱状结构，所述第一层指的是所述双层柱状结构的外层，所述第二层指的是所述双层柱状结构的内层；所述骨修复结构中内层直径为外层直径的60～90％，外层的打印原料中TCP占TCP/PCL的20～50wt％，孔隙率为50～80％；内层的打印原料中TCP占TCP/PCL的0～30wt％，孔隙率10～50％；优选地，所述骨修复结构的内外层3D打印纤维直径均为0.1～0.5mm，外层纤维间距0.2～0.5mm，内层纤维间距0.05～0.3mm。

7.根据权利1～6任一项所述的多结构骨复合支架，其特征在于，所述第一层材料中还包括占第一层3D打印原料中的含量0.1～5wt％的MgO，0.1～5wt％的ZnO和0.1～5wt％的Ag₂O；所述第二层材料中还包括占第二层3D打印原料中的含量0.1～5wt％的MgO，0.1～5wt％的SiO₂，和0.1～0.5wt％的SrO。

8.根据权利要求1～6任一项所述的多结构骨复合支架，其特征在于，多结构骨复合支架还采用多种表面改性的方法进行改性，所述表面改性方法包括氧离子体处理、涂覆改性、偶联改性、NaOH浸泡、等离子体处理、有机溶剂腐增加表面粗糙度的一种或多种。

9.权利要求1～6任一项所述的多结构骨复合支架，其特征在于，所述3D打印的步骤如下：设计好支架打印模型，将骨支架无机材料和骨支架可降解高分子材料按照比例通过有机溶剂搅拌混合，通风橱过夜挥发掉有机溶剂后，将复合材料放入3D打印机，设定相应的参数，通过精细喷头挤出，叠加形成支架。

10.一种如权利要求1～9任一项所述的多结构骨复合支架在骨细胞培养或骨缺损修复的应用。