近日，莫斯科多家科研機(jī)構(gòu)的科研人員共同合作，在3D打印骨骼替代物方面獲得了技術(shù)突破，相關(guān)論文《磷酸八鈣骨替代物的3D打印（3D printing of octacalcium phosphate bone substitutes）》已經(jīng)發(fā)表在了最近出版的《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》上。

     目前，學(xué)術(shù)界已經(jīng)普遍接受3D打印骨是制造骨替代物以及為促進(jìn)新的組織和骨骼生長(zhǎng)搭建支架的一種非常有效的方法。而在該篇論文中，研究人員們則提出了一種相對(duì)簡(jiǎn)單的方法，通過將噴墨式打印與打印后表面處理相結(jié)合，以磷酸八鈣為材料3D打印出復(fù)雜的形狀。

    “生物相容性合成移植和/或組織工程構(gòu)建優(yōu)于傳統(tǒng)方法。然而，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和天然骨的屬性限制了能夠用于定制植入物或支架以作為骨缺損替代物或指導(dǎo)骨骼生長(zhǎng)方向的合成材料和制造技術(shù)的范圍。目前，這個(gè)問題可能通過3D打印技術(shù)來解決。”研究人員寫道。

   3D打印對(duì)于處理這樣具有幾何復(fù)雜性的問題正是不二法門。它的可重復(fù)性以及易于定制的能力使得越來越多的醫(yī)療應(yīng)用開始選擇它。而作為人類骨骼替代物質(zhì)的合成磷酸鈣技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)具備了在顯著的骨缺損區(qū)域建造替代結(jié)構(gòu)的條件。

     創(chuàng)建一個(gè)替代的骨骼要比簡(jiǎn)單地制造一個(gè)硬質(zhì)結(jié)構(gòu)來填補(bǔ)缺損的骨骼復(fù)雜得多。 該替代物必須與人體相容而且最好能夠在移植后激發(fā)人體的骨再生能力。而由微孔性陶瓷顆粒構(gòu)成的磷酸八鈣（OCP）材料則是一種能夠滿足上述要求的非常有效和有前途的材料。因此，科學(xué)家們?cè)谘芯恐羞x擇了這種材料。

      目前，在3D打印陶瓷領(lǐng)域有兩種主要的技術(shù)。第一種是使用混合材料進(jìn)行化學(xué)固化，然后再對(duì)打印對(duì)象進(jìn)行高溫處理；第二種則涉及到逆矩陣打印（inverse matrix printing）和燒掉支撐材料。研究人員認(rèn)為第一種方法是最合適，第二種方法的燒掉支撐材料有增加污染的風(fēng)險(xiǎn)。

研究人員設(shè)計(jì)的3D打印機(jī)

研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)自己的需要設(shè)計(jì)、定制了一臺(tái)3D打印機(jī)，這臺(tái)打印機(jī)能夠在一個(gè)很小的床（60×60×60毫米）上使用陶瓷材料逐層構(gòu)建3D對(duì)象。打印床的面積小，意味著研究人員可以快速、廉價(jià)地研究各種工藝和材料的組合。

“基于陶瓷粉末的3D打印技術(shù)是制造不同個(gè)體的復(fù)雜骨骼替代物的一種有效且廉價(jià)的方法，因?yàn)樗�既不需要燒掉支撐材料，也不需要有機(jī)溶劑。”研究團(tuán)隊(duì)總結(jié)說。

但是這項(xiàng)研究的結(jié)果并不是很完整。因?yàn)橐话阒踩胛锏娜毕菪枰�半年以后才能顯露出來，屆時(shí)還需要進(jìn)一步的研究才能更好地了解這種問題的根源，并找到解決的辦法。

“我們的研究結(jié)果表明，3D噴墨與打印后處理相結(jié)合是一種很有前途的方法，有望克服目前在高效、快速制造個(gè)體結(jié)構(gòu)以引導(dǎo)骨再生上遇到的限制。”他們寫道。

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