“反向”3D打印法以更快制造骨修復(fù)支架植入物

魔猴君  行業(yè)資訊   1240天前

據(jù)外媒報道，有一段時間，相信大家一直有聽說道支架狀植入物可以促進骨組織或軟骨重新生長到缺失的部位。現(xiàn)在，科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出一種能以更快速、更容易的3D打印技術(shù)打印出這種植入物的方法。

首先，所謂的“微型腳手架”是如何工作的？如果病人缺了一塊骨頭（由于意外或疾病造成），醫(yī)生首先要做一個植入物，然后通過手術(shù)將其放置在應(yīng)該是缺失骨頭的地方。這種植入物具有類似于支架的三維微結(jié)構(gòu)，由生物相容性、生物可降解材料制成。另外它還可能含有促進細胞生長的化合物。

由于植入物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)跟自然骨相似，患者相鄰骨組織的細胞逐漸開始遷移到植入物中，“棲息”在跟其相連的空隙中。這些細胞繼續(xù)繁殖并取代支架材料。最終，剩下的就是純天然的骨骼進而填補了之前的空白。

然而3D打印植入物是非常棘手的，因為空白區(qū)域的墻壁非常薄而且復(fù)雜--最常用的3D打印機上的打印噴嘴根本無法做到那樣的細節(jié)。這正成為了新技術(shù)的切入點。

這種打印技術(shù)被稱為NEST3D（全稱Negative Embodied Sacrificial Template 3D）打印，由澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)(RMIT University)和墨爾本圣文森特醫(yī)院的科學(xué)家聯(lián)合開發(fā)。該過程首先通過3D打印打印出腳手架的空白空間的負面模板，其由固體聚醋酸乙烯酯(PVA)膠水制成。一個普通的打印機噴嘴完全可以做到這一點。

在將該模板放入模具后，倒入生物相容/生物可降解的液體材料如聚合物來填充模板未占據(jù)的空間。一旦聚合物凝固，水就被用來溶解可溶性PVA膠。最后，模板消失，剩下的是形成腳手架的復(fù)雜的聚合物“骨架”。

除了在修復(fù)骨骼缺陷方面發(fā)揮作用外，這項技術(shù)還可以在實驗室中種植替代身體部位等應(yīng)用中得到應(yīng)用。“使用一臺普通的中高端3D打印機創(chuàng)造出如此復(fù)雜的形狀是非常了不起的。這確實降低了進入該領(lǐng)域的門檻，并讓我們離組織工程成為醫(yī)學(xué)現(xiàn)實又近了一步，”首席科學(xué)家，RMIT的Cathal O'Connell博士說道。“