西北工業大學教授利用3D列印設計仿生骨骼

骨缺損

骨缺損是骨科臨床最常見的疾病之一。我國每分鐘就有7人因交通事故導致嚴重傷殘，每年約有1000多萬骨缺損患者。

骨缺損修復重建一直是國際臨床難題，也是骨科最常見的疾病之一，科學家們一直在探索製造骨支架修復骨缺損的新方法。

近日，《3D列印商情》報獲悉一個好消息：中國研究人員正在設計具有更好的生物相容性和機械強度的仿生骨骼，這將為未來的骨科植入帶來新的可能性。

西北工業大學的研究人員花費超過15年的時間研製出與天然骨骼的組成、結構和力學特性高度一致的人工骨骼。

西北工業大學的汪焰恩教授說，最常用的骨種植體是由聚合物材料和鈦等金屬製成的，但它們缺乏生物相容性，而且與人體骨的機械強度不匹配，這可能導致植入後的磨損和脫位。

「如果種植體不能與自然骨很好地融合，患者可能需要二次手術。」汪焰恩教授說。

製造骨支架

汪焰恩教授的團隊使用醫用生物陶瓷材料羥基磷灰石來製造骨支架。汪焰恩教授說，雖然它被認為是最適合製造骨支架的材料之一，但如何將類似粉末的材料粘合到堅固的腳手架上仍然是一個難題。

「以前使用的酸性結合劑使骨支架變得酸性，對骨細胞生長的環境產生不利影響，並在植入後給患者帶來痛苦。」汪焰恩教授說。

該小組試驗了數百種不同的解決方案，以創造一個粘合劑，不僅將產生一個強大和堅固的腳手架，但也適應生物環境。這項研究發表在《聚合物》雜誌上。

經過對材料的研究，汪焰恩教授的團隊還探索了如何利用3D列印技術製作定製的骨支架。他們與公司合作開發了3D仿生骨印表機。

天然骨骼具有複雜的內部結構，這就要求列印系統具備特殊的機械技術。

汪焰恩教授說：「使用超細液滴噴塗技術，列印設備可以精確地調節列印材料的比例，包括粉末、粘合劑、細胞培養液和蛋白質原液。」

研究小組與也在西安的空軍醫科大學合作進行動物試驗。3D列印仿生骨植入兔體內後發育良好，仿生骨與天然骨結合良好。

汪焰恩教授的團隊還致力於皮膚的3D列印，包括汗腺和毛囊。「這些具有潛在臨床應用潛力的技術可能會給那些有骨缺損和皮膚損傷的患者帶來希望。」汪焰恩教授說。

來源：3D列印商情

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