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极光创新:科学家开发新3D打印方法使骨修复支架植入更快

发表时间:2021-10-16     责任编辑:极光创新

一段时间以来,相信大家都听说过支架植入可以促进骨组织或软骨再生到缺失的部位。现在,科学家们已经开发出一种3d打印这种植入物的方法,可以更快和更简单。

首先,所谓的“微脚手架”是如何工作的?如果患者缺少一块骨头(由意外或疾病引起),医生应该先做一个植入物,然后通过手术将其放置在骨头缺少的地方。该植入物具有类似于支架的三维微结构,并且由生物相容、生物可降解材料制成。它还可能含有促进细胞生长的化合物。

科学家开发新3D打印方法使骨修复支架植入更快

由于植入物的内部结构与天然骨相似,患者邻近骨组织的细胞逐渐开始迁移到植入物中,并“栖息”在与其相连的间隙中。这些细胞继续繁殖并取代支架材料。最后剩下的都是纯天然的骨头,从而填补了之前的空白。

但是3D打印植入物非常棘手,因为空白区域的墙壁非常薄且复杂——最常用的3D打印机上的打印喷嘴根本无法实现这样的细节。而这正成为新技术的突破点。

这种打印技术被称为NEST3D打印,由澳大利亚RMIT大学和墨尔本圣文森特医院的科学家联合开发。在这个过程中,支架空白空间的负面模板是通过3D打印来打印的,它是由固体聚醋酸乙烯酯(PVA)胶制成的。一个普通的3d打印机喷嘴完全可以做到这一点。

将模板放入模具后,倒入生物相容/可生物降解的液体材料,如聚合物,以填充模板未占据的空间。一旦聚合物固化,水被用来溶解可溶性聚乙烯醇胶。最后,模板消失了,留下了形成支架的复杂聚合物“骨架”。

除了在修复骨缺损方面发挥作用,这项技术还可以用于实验室应用,如种植和替换身体部位。

“用一台普通的3D打印机就能创造出如此复杂的形状,真是太神奇了。它确实降低了进入这一领域的门槛,让我们离组织工程成为医学现实又近了一步,”首席科学家、RMIT的Cathal  O'Connell博士说。


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