科学家开发出“反向”3D打印法以更快制造骨修复支架植入物

国际金属加工网 2021年06月02日

据外媒报道,有一段时间,相信大家一直有听说道支架状植入物可以促进骨组织或软骨重新生长到缺失的部位。现在,科学家已经开发出一种能以更快速、更容易的3D打印技术打印出这种植入物的方法。

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首先,所谓的“微型脚手架”是如何工作的?如果病人缺了一块骨头(由于意外或疾病造成),医生首先要做一个植入物,然后通过手术将其放置在应该是缺失骨头的地方。这种植入物具有类似于支架的三维微结构,由生物相容性、生物可降解材料制成。另外它还可能含有促进细胞生长的化合物。

由于植入物的内部结构跟自然骨相似,患者相邻骨组织的细胞逐渐开始迁移到植入物中,“栖息”在跟其相连的空隙中。这些细胞继续繁殖并取代支架材料。最终,剩下的就是纯天然的骨骼进而填补了之前的空白。

然而3D打印植入物是非常棘手的,因为空白区域的墙壁非常薄而且复杂--最常用的3D打印机上的打印喷嘴根本无法做到那样的细节。这正成为了新技术的切入点。

这种打印技术被称为NEST3D(全称Negative Embodied Sacrificial Template 3D)打印,由澳大利亚皇家墨尔本理工大学(RMIT University)和墨尔本圣文森特医院的科学家联合开发。该过程首先通过3D打印打印出脚手架的空白空间的负面模板,其由固体聚醋酸乙烯酯(PVA)胶水制成。一个普通的打印机喷嘴完全可以做到这一点。

在将该模板放入模具后,倒入生物相容/生物可降解的液体材料如聚合物来填充模板未占据的空间。一旦聚合物凝固,水就被用来溶解可溶性PVA胶。最后,模板消失,剩下的是形成脚手架的复杂的聚合物“骨架”。

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除了在修复骨骼缺陷方面发挥作用外,这项技术还可以在实验室中种植替代身体部位等应用中得到应用。

“使用一台普通的‘高中’级3D打印机创造出如此复杂的形状是非常了不起的。这确实降低了进入该领域的门槛,并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博士说道。“


(cnBeta )

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