科學(xué)家開發(fā)出“反向”3D打印技術(shù)可更快制造骨修復(fù)支架植入物

有一段時(shí)間，相信大家一直有聽說道支架狀植入物可以促進(jìn)骨組織或軟骨重新生長到缺失的部位�，F(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(gè)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(jìn)細(xì)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(xì)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(xì)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(jìn)而填補(bǔ)了之前的空白。

然而3D打印植入物是非常棘手的，因?yàn)榭瞻讌^(qū)域的墻壁非常薄而且復(fù)雜--最常用的3D打印機(jī)上的打印噴嘴根本無法做到那樣的細(xì)節(jié)。這正成為了新技術(shù)的切入點(diǎn)。

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(fù)面模板，其由固體聚醋酸乙烯酯(PVA)膠水制成。一個(gè)普通的打印機(jī)噴嘴完全可以做到這一點(diǎn)。

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(xiàng)技術(shù)還可以在實(shí)驗(yàn)室中種植替代身體部位等應(yīng)用中得到應(yīng)用。

“使用一臺(tái)普通的‘高中’級(jí)3D打印機(jī)創(chuàng)造出如此復(fù)雜的形狀是非常了不起的。這確實(shí)降低了進(jìn)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(shí)又近了一步，”首席科學(xué)家，RMIT的Cathal O'Connell博士說道。“