芬蘭坦佩雷大學(xué)科學(xué)家開發(fā)出一種通過3D打印制成的陶瓷植入材料,它與真實(shí)的人體骨骼極其相似。這一成果為個(gè)性化骨再生開辟了新途徑,有望讓骨損傷治療變得更加有效,也更易普及。相關(guān)論文發(fā)表于新一期《今日材料》雜志。

骨移植是全球第二常見的組織移植手術(shù),每年超過200萬例。目前,移植大多依賴患者自身或捐贈(zèng)者的骨骼??蛇@些骨源不僅有限,還可能意味著額外的手術(shù)、漫長(zhǎng)的恢復(fù)以及各種并發(fā)癥。
為紓解這一困境,團(tuán)隊(duì)選用構(gòu)成天然骨骼礦物結(jié)構(gòu)的化合物羥基磷灰石,來打造仿生骨支架,以喚醒并支持人體自身的組織再生能力。借助與大自然相同的材質(zhì),通過陶瓷3D打印精心塑形,與患者個(gè)體的骨缺損完美匹配,而無需依賴可能帶來副作用的藥物或生長(zhǎng)因子。
陶瓷3D打印技術(shù)使團(tuán)隊(duì)得以精準(zhǔn)掌控支架的內(nèi)部結(jié)構(gòu),包括供細(xì)胞生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)流動(dòng)的孔隙的大小及其連通性。他們最終鎖定了一種最佳的仿骨結(jié)構(gòu):帶有精心設(shè)計(jì)的約400微米內(nèi)部孔隙、孔隙率約為45%的植入物。這一結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度與生物性能之間取得了微妙平衡,讓成骨細(xì)胞能夠順利進(jìn)入材料,與之互動(dòng),并成功開始構(gòu)建新的骨組織。團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn),材料化學(xué)特性和表面質(zhì)地的細(xì)微調(diào)整,會(huì)影響細(xì)胞的行為方式。
最新成果讓植入物可依據(jù)個(gè)人需求量身設(shè)計(jì),從而告別“一刀切”的解決方案,為未來個(gè)性化醫(yī)療的臨床應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
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