糖尿病:骨修复的生物打印技术

上海交通大学医学院附属上海第九人民医院上海市骨科种植体重点实验室的研究人员开发了一种有效的治疗糖尿病患者骨缺损的方法

资料来源:王金武，上海交通大学

骨折后的糖尿病患者骨缺损是一个严重的问题，但一项涉及3D技术的新技术生物打印骨修复的“支架”首次提供了一种克服这一问题的方法骨缺损．

科学家们第一次相信他们已经开发出一种有效的方法来处理骨骼缺陷糖尿病病人。

上海交通大学的研究人员已经开发出一种3D生物打印骨修复技术。”支架注入骨髓干细胞、骨形态发生蛋白-4和巨噬细胞。

“我们尝试了配方中的多种比例变化，并找到了一种我们能够在实验老鼠身上观察到令人印象深刻的新骨骼形成的方法。”上海交通大学创新医疗器械注册研究与临床转化服务中心主任、本研究通讯作者王金武说。

糖尿病会使一些患者的骨折风险增加20%到300%。除此之外，在高糖条件下的骨再生对那些患有该疾病的人来说是很常见的，会明显受损，导致骨缺损的高比率。

人们尝试使用传统的3D打印技术制造骨支架来加速骨缺损的修复。新利18官方该技术允许打印精确控制形状和结构的支架。但在糖尿病患者中，由于疾病导致两种巨噬细胞之间的异常比例，骨缺损周围的身体环境可能会发炎，而这两种巨噬细胞在控制炎症过程中起着关键作用。这导致了身体的炎症性损伤，而这种损伤不能由身体自己修复。炎症反过来也会切断血管或阻止新血管的形成。

3D生物打印的用途bio-inks”提供促进骨骼生长的活细胞。这应该能够更好地控制成骨细胞的分布和沉积，特别是在伴有恢复两种类型之间正常比例所需的一些白细胞的情况下。

不幸的是，要想成功，这些生物墨水需要有良好的“可打印性”、打印后良好的机械稳定性和良好的生物相容性(支持细胞生长的能力)。到目前为止，那些已经测试出来的只能做到三种中的一种或两种。

上海交通大学骨科植入物实验室的研究人员提出了一种配方来满足这一要求。他们在生物墨水中注入骨髓间充质干细胞、骨形态发生蛋白-4 (BMP-4)和巨噬细胞，以拯救失调的炎症。此外，为了延长骨形成的时间，他们在配方中添加了一种药物传递系统:介孔二氧化硅纳米颗粒——用于药物传递的无机纳米颗粒。

在后续的研究中，研究人员的目标是设计并打印一种孔隙结构改善的生物支架，使支架内的血液流动更加顺畅，促进免疫系统调节，更好地促进骨骼和血管的发育。有了这些额外的效果，这项技术将进一步加速骨修复。

研究结果发表在杂志上生物活性材料．