3D打印的植入物有助于骨骼再生
纽约大学的研究人员已经开发出3d打印陶瓷植入物,这种植入物可以缓慢溶解,让骨头在原来的地方生长。这种植入物可以根据缺失的骨骼形状量身定制,并涂上化学涂层来刺激骨骼生长。该研究团队希望这项技术能对骨缺损患者有用。
植入物的原型是用来帮助替换的骨头碎片,使用3D机器人打印技术在现场组装,这种技术使用一个细点打印头来推出一种凝胶状的墨水材料。这种材料被打印在一个平台上,然后打印机重复这一过程,直到2D层堆叠成3D物体,然后加热成最终的陶瓷形式。这项技术已经使用了十多年,直到最近才被应用到医学上,打印出替代耳朵、皮肤和心脏瓣膜。
该研究的高级研究员、生物医学工程师Paulo Coelho博士、纽约大学牙科Leonard I. Linkow教授以及纽约大学朗格尼健康中心Hansjörg Wyss整形外科教授说:“我们的3D支架代表了目前发展中最好的植入物,因为它具有再生真实骨骼的能力。”Coelho补充说:“我们最新的研究结果使我们更接近临床试验和潜在的骨植入物,用于自出生以来头骨变形的儿童,以及寻求修复受损肢体的退伍军人。”
科学家们说,他们的新型陶瓷比其他的实验性骨植入物更接近真实的骨形状和成分,这些骨植入物中加入了塑料弹性剂,使植入物具有弹性。虽然这种塑料的伸缩能力有一些优势,但它的愈合能力不如纽约大学的支架。
这种陶瓷装置的一个重要特点是,它们是由磷酸三钙制成的,这是一种天然骨骼中发现的化学物质的化合物,可以使植入物可吸收。该陶瓷种植体含有磷酸三钙,这是类似于天然骨的成分,使种植体可吸收的时间。它们还被涂上了双嘧达莫,这是一种血液稀释剂,可以刺激骨骼生长并吸引骨干细胞到植入物上。“双嘧达莫已被证明是植入成功的关键,”该研究的共同研究员布鲁斯·n·克伦斯坦说,他是纽约大学医学院的保罗·r·埃瑟曼教授,他在设备测试中完善了药物的使用。克伦斯坦说,双嘧达莫用于预防血凝块和治疗中风已有半个多世纪的历史,它有着长期的安全记录。“由于植入物会逐渐被再吸收,药物每次只释放一点点,只进入局部骨骼,而不是整个身体,从而最大限度地降低骨骼异常生长、出血或其他副作用的风险。”