3D打印含活细胞的骨样结构

一种新颖的技术可能导致3D印刷骨骼，其为骨移植提供更自然和更不侵入的替代品。

骨破裂和通过疾病的丧失并不少见。目前，我们通过进行骨移植来处理这些东西，但这种过程需要从另一骨中占据一部分，将其切割成适合，并将其稳定地用金属板和必须在进一步的操作中除去的脚手架。更糟糕的是，如果缺少或不可逆转地损坏，唯一的选择是截肢。

3D印刷结构可以通过扫描要治疗的区域精确建模，这意味着3D印刷骨骼的广泛采用可以解决这些问题并使骨移植成为过去的事情。

来自新南威尔士大学(UNSW)的研究人员，包括该研究所化学学院的伊曼·鲁哈尼博士和克里斯托弗·基利安副教授，对3D打印骨骼结构进行了新的研究。一个可以看到3D打印机部署在每一个手术室，在他们需要的地方。

该团队开创了一种独特的技术，它使用含有磷酸钙的油墨 - 一种在天然骨形成中发挥重要作用的矿物质。在细胞 - 悬浮液（棉质）中称为陶瓷全向生物印刷的技术可以让外科医生打印可以在水中浸没并在类似于天然骨的几分钟内硬化的结构。甚至更加革命性，结构含有在植入后继续生长的活细胞。

该团队的突破在IDTechEx¹发表的一份新报告和一篇发表在期刊上的论文中进行了讨论先进功能材料亚博网站下载²。

建立'骨印刷'方法

虽然骨替代品的3D打印绝不是“新”，但该团队的技术对当前平台具有显着的优势。特别是，它是第一方法，允许在室温下印刷的含有活细胞的这种结构。其次，在不使用潜在的危险化学物质或对辐射的需要来做到这一点。

这些特性可以允许该技术广泛分布并在各种位置中使用，特别是在需要的地方以及需要时。

这是一项独特的技术，可以制造出与骨组织相似的结构。它可以用于临床应用，在有大量需求的现场修复骨缺损，如创伤，癌症，或大块组织被切除。

新南威尔士大学的伊曼·鲁哈尼博士

Kilian指出，在该团队取得突破性进展之前，他们还需要在实验室中使用熔炉来获得高温和有毒和潜在有害的化学物质，以创造一种包含活细胞的3D打印结构。

“这产生了一种干燥材料，然后将其进入临床环境或实验室，在那里他们将其清洗，然后加入它，然后加入它，”克里安仍在继续。“我们的技术最酷的地方是，你可以直接把它挤压到有细胞的地方，就像病人的骨头里的一个洞。”

Kilian还指出，通过该团队的技术，外科医生可以直接进入患者的骨骼，并在该区域打印出含有活细胞的结构。“目前没有能够直接做的技术，”他补充道。

开发“活墨水”

该团队开发的墨水可以迅速形成构建骨骼的天然材料的化学成分中类似的结构。亚博网站下载通过使用从非多型油墨产生互锁的骨纳米颗粒的设定机制来实现这一点。yabo214

墨水以这样的方式配制，即转化在生物环境中快速，无毒，并且当墨水暴露于体液时，它仅启动，为最终用户提供充足的工作时间，例如外科医生。

christopher Kilian，新南威尔士大学副教授

将陶瓷墨水与含有活细胞的类胶原蛋白材料相结合，就可以创造出可以广泛应用的组织。该团队表示，即使在新骨工程之外，还包括疾病建模、药物和其他物质的筛选。

这项技术目前还处于早期阶段。研究小组现在将尝试观察这种类骨材料的活细胞植入现有骨组织后如何继续生长。

“我想一天，需要骨移植物的患者可以走进诊所，其中将骨的解剖结构成像，转换为3D打印机，并用自己的细胞直接印刷到腔内，”克里安总结道。“这有可能从根本上改变目前的实践，减少患者的痛苦和最终挽救生命。”

参考

¹曹。N.，[2021]，“3D生物打印2018-2028:技术，市场，预测”，IDTechEx,[https://www.idtechex.com/en/research-report/3d-bioprinting-2018-2028-technologies-markets-forecasts/592]

²Romanazzo。年代,Molley。Nemec t G。年代,等等，[2021]，'通过细胞悬浮液中的全向陶瓷生物制版的合成骨状结构，'先进的功能材料，亚博网站下载[https://doi.org/10.1002/adfm.202008216]

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