研究人員將混合生物墨水用來3D打印結(jié)構(gòu) 有助于修復(fù)受損的膝關(guān)節(jié)軟骨

據(jù)外媒New Atlas報(bào)道，人類的膝蓋容易受傷或隨著年齡的增長(zhǎng)而磨損，往往最終需要進(jìn)行手術(shù)�，F(xiàn)在，研究人員已經(jīng)創(chuàng)造了新的混合生物墨水，可以用來3D打印結(jié)構(gòu)，以取代膝蓋中受損的軟骨。

半月板是在脛骨關(guān)節(jié)面上內(nèi)側(cè)和外側(cè)的半月形狀骨，在膝蓋中形成C形緩沖，可以增加關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。半月板很容易受到運(yùn)動(dòng)損傷的影響，但也會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng)而磨損，如果情況特別嚴(yán)重，有時(shí)唯一能做的就是通過手術(shù)切除一些受損的半月板。

在新的概念驗(yàn)證研究中，維克森林再生醫(yī)學(xué)研究所(WFIRM)的研究人員展示了一種3D生物打印的新方法，可以同時(shí)創(chuàng)建軟骨和支持結(jié)構(gòu)。該團(tuán)隊(duì)使用了綜合組織和器官打印系統(tǒng)（ITOPS），該系統(tǒng)在過去的研究中曾被用于打印復(fù)雜的組織，如骨骼、肌肉甚至耳朵。

這次，研究人員將幾種生物墨水一起使用，以交錯(cuò)的交叉圖案逐層打印整個(gè)纖維軟骨組織。第一種是果膠和纖維蛋白原的復(fù)合墨水，這種墨水可以鼓勵(lì)人體自身的細(xì)胞重新繁殖。第二種生物墨水是一種絲纖維素甲基丙烯酸酯，它有助于保持結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和彈性。

在使用豬細(xì)胞進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞能夠增殖并保持活力，而結(jié)構(gòu)本身則保持了生物力學(xué)性能。后續(xù)實(shí)驗(yàn)是將打印的結(jié)構(gòu)植入小鼠體內(nèi)，術(shù)后10周的觀察顯示，小鼠開始再生出自己的纖維軟骨。

研究小組表示，還需要進(jìn)行更多的研究，以調(diào)查身體對(duì)植入物可能會(huì)有什么樣的反應(yīng)，是否能恢復(fù)關(guān)節(jié)的功能，當(dāng)然結(jié)果是否能轉(zhuǎn)化為在人類身上進(jìn)行。

該研究發(fā)表在《材料化學(xué)》雜志上。

相關(guān)鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.0c03556