科學家開發出高彈性的3D打印合成骨

      日前，研究人員成功開發出了一種3D打印的合成骨，據稱這種合成骨克服了當前骨移植材料中的許多缺點。外科醫生成功地用這種材料融合了一只大鼠的脊柱，并修復了一只猴子的顱骨缺損。2016年9月28日，研究人員在《Science Translational Medicine》雜志上報告了他們的研究成果。

    這種新型的生物材料不僅強度高、富有彈性，而且能夠幫助身體再生新骨。最重要的是，這種材料并不脆，這樣外科醫生在根據患者的特點修建它的時候就不會碎掉——這是其它合成骨經常會出現的問題。

    為了達到這樣的效果，研究人員使用了特殊的生物墨水配方，并在室溫狀態下將其打印出來——而沒有使用熱能或激光器，Ramille Shah說。他是本論文的首席研究員和西北大學的生物材料科學家。

      Shah的團隊使用的是一種被稱為羥基磷灰石（hydroxyapatite）的生物活性陶瓷 ——在再生骨實驗中常用的一種材料——并加入了 一種叫做聚己內酯的聚合物。然后，研究團隊使用了一種基于溶劑的室溫3D打印技術，這種技術主要依靠三種溶劑的特殊組合。

    這改善了生物墨水的微觀結構，Shah說。“它不會馬上干燥。它會有點潮濕，這樣每一層就能夠跟上一層粘上。”她補充道。該團隊宣稱他們制造出來的物質是“超彈性骨”。他們使用的3D生物打印機是EnvisionTec公司的3D Bioplotter系統的，售價高達25萬—30萬美元。

   據介紹，在大鼠和猴子的實驗中，該打印的支架很好地融入了動物的身體。血管迅速進入了這種多孔材料，動物的免疫系統似乎并不拒絕植入物。隨著時間的推移，這種材料預計將生物降解，該身體的細胞自然會再生出新組織來取代合成支架。

這種材料尤其適合那些需要骨移植的孩子們，因為它能夠跟著孩子一起生長， Adam Jakus說，他是Shah實驗時里的一位博士后，本論文的一位作者。

此外，研究人員也可以將這種3D打印的骨狀物質用于其他用途，比如醫療建模等。不過要將這種3D打印材料植入人體，還需要進行大量的測試和開發。Shah希望能夠在5年之內使這種3D打印生物材料進入人體臨床試驗階段。迄今為止，美國食品和藥物管理局（FDA）還沒有批準將任何一種3D打印物質用作再生骨材料，Jakus說。他們希望這種超彈性骨將成為第一個。

（編譯自IEEE Spectrum）