逆向3D打印制造新利18官方微小植入物

新兴领域组织工程旨在利用人体的自然能力治愈自己，重建骨骼和肌肉损失肿瘤或伤害。生物医学工程师的关键重点是3D印刷支架的设计和开发，可以植入体内以支持细胞再生。但是使这些结构足够小而复杂的细胞茁壮成长仍然是一项重大挑战。

进入RMIT大学领导的研究团队，与圣文森特医院墨尔本的临床医生合作，他们已经推翻了传统的新利18官方的方法。该团队没有直接制造生物支架，而是3D打印出带有复杂图案的空腔的模具，然后在模具中填充生物相容性材料材料，然后将霉菌溶解。利用间接方法，该团队创造了指甲大小的生物支架，充满了复杂的结构，直到现在，这被认为是不可能的标准3D打印机。

首席研究员Cathal O 'Connell博士说，这种新的生物制造方法具有成本效益和易于扩展，因为它依赖于广泛可用的技术。奥康奈尔是皇家理工大学副校长的博士后研究员，他说:“标准3D打印机能做出的形状受到打印喷嘴大小的限制——开口必须足够大，才能让材料通过，这最终会影响打印的尺寸。”“但印刷材料之间的间隙可以更小，也更复杂。“通过改变我们的思维，我们基本上在3D打印模具内的空白空间中绘制出我们想要的结构。这使我们能够创造出微小而复杂的微结构，细胞将在其中蓬勃发展。”

通用的技术

O'Connell表示，其他方法能够创造令人印象深刻的结构，而是只用精确定制的材料，用特定添加剂调整或用特殊化学改性。“重要的是，我们的技术足以使医疗等级物料从架子上使用，”他说。“使用基本的”高中“3D打印机创造如此复杂的形状是非凡的。这确实降低了进入该领域的酒吧，让我们更接近制作组织工程的重要一步。“

该研究在先进的材料技术中发表于Biofab3d @ Acmd，是位于圣文森特医院墨尔本的最先进的生物工程研究，教育和培训中心。

合著者、墨尔本圣文森特医院整形外科医生Claudia Di Bella副教授说，这项研究展示了临床医生、工程师和生物医学科学家共同解决一个临床问题的可能性。“临床医生面临的一个普遍问题是，他们无法获得技术实验解决方案，他们每天面临的问题，”Di Bella说。“临床医生是认识到问题并思考潜在解决方案的最佳专业人员，而生物医学工程师可以把想法变成现实。在工程和医学领域，学习一种通用语言通常是最初的障碍，但一旦这一障碍被克服，可能性是无限的。”

迪贝拉说，临床医生和外科医生一样，习惯于运用他们的手工技能和技术工具来“解决”身体内部的问题。”生物工程技术可以显着增加临床医生可用的选项的装饰，并提出解决之前从未解决过的问题的可能性，以及提供个性化，特定于患者特定的解决方案。这是一种令人难以置信的阶梯，在医学和激发患者和临床医生中的一个令人难以置信的一步。“

未来的治疗工具

目前，对于那些由于疾病或损伤而失去大量骨骼或组织的患者，治疗方案很少，通常的结果是截肢或金属植入物来填补骨缺损。虽然世界各地已经开展了一些组织工程的临床试验，但对于3D技术，关键的生物工程挑战仍然需要解决Bioplinting.技术将成为外科医生工具包的标准部分。

在骨科中，一个主要的粘性点是在骨骼和软骨上工作的Bioscaffold的发展。“我们的新方法如此精确，我们在单一的Biosc条带中创造了专门的骨骼和软骨增长的微观结构，”O'Connell说。“这是手术的理想 - 一个可以支持两种类型的细胞的一体综合脚手架，以更好地重复身体的工作方式。”

用人类细胞进行的实验表明，用这种新方法制造的生物支架是安全无毒的。研究人员的下一步将是测试优化细胞再生的设计，并研究不同的生物相容性材料组合对细胞再生的影响。

步骤:如何反向打印生物支架

新方法 - 哪些研究人员称为负面体现的牺牲模板3D（Nest3D）印刷 - 使用简单的PVA胶水作为3D印刷模具的基础。

一旦注射到模具中的生物相容性材料已经设定，将整个结构放入水中以溶解胶水，仅留下蜂窝培养的生物支架。

该研究的第一作者、博士研究员斯蒂芬妮·道尔说，这种方法使研究人员能够快速测试各种材料的组合，以确定哪些对细胞生长最有效。Doyle说:“我们先进的注射成型技术的优势在于它的通用性。“我们可以用一系列材料生产数十种试验生物支架——从可生物降解聚合物到水凝胶、硅树脂和陶瓷——而不需要严格的优化或专业设备。我们能够制造出只有200微米宽，4根人类头发宽度的3D结构，其复杂性可以与光制造技术相媲美。它可能是一个巨大的加速器生物制造和组织工程研究。“