科學(xué)家探索3D打印人體骨骼和組織支架技術(shù)

如果3D打印，或增材制造，可為機(jī)器定制化制造備用零件，為什么不能使用同樣的工藝為人體制造可生物降解的組織修復(fù)結(jié)構(gòu)？
來(lái)自匹茲堡大學(xué)Swanson工程學(xué)院和McGowan再生醫(yī)學(xué)研究所（MIRM）的研究團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)項(xiàng)目，即“醫(yī)用可吸收金屬合金增材制造生物醫(yī)學(xué)設(shè)備（Additive Manufacturing of Biomedical Devices from Bioresorbable Metallic Alloys for Medical Applications）”，項(xiàng)目的核心內(nèi)容是探索3D打印人體骨骼和組織支架技術(shù)。

該項(xiàng)目是由美國(guó)制造（America Makes）即美國(guó)國(guó)家增材制造創(chuàng)新研究院（National Additive Manufacturing Innovation Institute）選定的15個(gè)項(xiàng)目之一，作為其第二批要求進(jìn)行的增材制造（AM）應(yīng)用研究和開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的一部分。據(jù)了解， 這個(gè)項(xiàng)目的投資金額為59萬(wàn)美元，開(kāi)發(fā)時(shí)間為18個(gè)月，參與合作開(kāi)發(fā)的公司包括ExOne、Magnesium Elektron、Cinnaminson和來(lái)自新澤西的Hoeganaes。
“增材制造結(jié)合計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)能夠制造復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，同時(shí)，我們還使用了具備先進(jìn)的生物適應(yīng)性以及具有生物降解能力的合金材料�！笔紫�研究員、Swanson學(xué)院的生物工程教授Prashant Kumta說(shuō)。
“多虧了計(jì)算機(jī)輔助斷層掃描，或CAT掃描，我們可以直接對(duì)損壞的結(jié)構(gòu)成像，比如一根骨頭或氣管，用可生物降解的鐵錳材料制造一個(gè)支架，在愈合過(guò)程中促進(jìn)自然組織的生長(zhǎng)，這減少了使用骨移植而造成疾病傳播的風(fēng)險(xiǎn)。而且通過(guò)對(duì)合金材料的精心設(shè)計(jì)可以控制支架的降解速度，從而更加精確地幫助人體愈合恢復(fù)。”

除此之外，增材制造還可以把可生物降解合金做成支架功能誘導(dǎo)細(xì)胞生長(zhǎng)，并作為平臺(tái)提供生物分子和抗生素，而不是人工植入。
“雖然我們可以使用陶瓷或塑料材料，但最理想的還是鐵錳合金，它的強(qiáng)度更高、更具延展性而且能隨著時(shí)間的推移被新骨取代。” Kuhn博士補(bǔ)充說(shuō)。
研究團(tuán)隊(duì)在制造支架時(shí)主要使用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（SLS）。在當(dāng)前的研究階段，科學(xué)家們還將評(píng)估支架材料的生物相容性、生物再吸收和機(jī)械性能。某些生物醫(yī)學(xué)裝置，例如骨固定板和螺釘，以及氣管支架將在制備后用于以后的臨床研究。
“這是一個(gè)改變游戲規(guī)則的生物醫(yī)學(xué)研究，因?yàn)樗�不僅為細(xì)胞和組織生長(zhǎng)提供了一個(gè)框架結(jié)構(gòu)，幫助身體修復(fù)其自身的組織，而且它還可以用于偏遠(yuǎn)地區(qū)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)，比如陸軍野戰(zhàn)醫(yī)院，在那里傳統(tǒng)治療方法可能會(huì)受到限制。”Kumta教授說(shuō)。“與其在身體中植入惰性螺釘或關(guān)節(jié)，我們可以使用可降解的金屬合金材料向身體提供了生長(zhǎng)模板，通過(guò)人體自身的再生機(jī)制進(jìn)行有效的自愈�！�

這個(gè)厲害，繼續(xù)關(guān)注