匹茲堡大學(xué)開發(fā)出3D打印金屬骨支架技術(shù)

        3D打印機(jī)可能很快就會(huì)成為手術(shù)室中最重要的機(jī)器之一。近日，美國(guó)匹茲堡大學(xué)McGowan再生醫(yī)學(xué)研究所和Swanson工程學(xué)院的研究人員合作研發(fā)出了一種修復(fù)受損骨骼和組織的新技術(shù)。使用3D打印機(jī)，他們打印出了一種以鐵和錳合金為材質(zhì)的微生物可降解支架，以促進(jìn)新的骨骼和組織的生長(zhǎng)。

        鐵—錳合金的鑄錠。

        值得一提的是，這次是用噴墨3D打印機(jī)生成合金對(duì)象，它打印出的對(duì)象是多孔的，這樣能夠幫助新細(xì)胞在支架上生長(zhǎng)。據(jù)了解，除了打印鐵—錳支架結(jié)構(gòu)，該3D打印機(jī)也可用于生產(chǎn)一種前成骨細(xì)胞（pre-osteoblasts）。前成骨細(xì)胞是成骨細(xì)胞的前體，一種可以合成骨的單核細(xì)胞，也就是說，它們是骨生長(zhǎng)的基礎(chǔ)。

        該研究小組成員，Prashant Kumta、Howard Kuhn和Patrick Cantini的結(jié)論是，鐵錳合金支架要優(yōu)于單一的鐵支架，因?yàn)樗�的“拉伸力學(xué)性能”更接近于天然骨。當(dāng)該支架被施加到需要修復(fù)的骨中時(shí)，前成骨細(xì)胞就會(huì)滲透到結(jié)構(gòu)的孔隙中，并在骨內(nèi)發(fā)生作用，從而重建受損的骨骼。隨著治療的進(jìn)行，支架會(huì)逐漸降解，其中的鐵、錳將成為骨骼重建過程中重要的礦物質(zhì)。

        CAT掃描（計(jì)算機(jī)輔助斷層攝影術(shù)）可以確定在哪里安放支架對(duì)于受損的骨或組織最好。利用計(jì)算機(jī)成像，專家可以設(shè)計(jì)出支架形狀。

        這個(gè)技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于以前的方法，如骨移植術(shù)等。實(shí)施骨移植術(shù)總是面臨著疾病傳染的風(fēng)險(xiǎn)。而這種技術(shù)消除了這種可能性，它以天然組織作為主體，促進(jìn)其愈合性生長(zhǎng)。此外，在鐵—錳合金支架也遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于使用塑料或陶瓷制造的支架，因?yàn)樗�能在修�?fù)過程中降解，而塑料和陶瓷則做不到這個(gè)。

        匹茲堡大學(xué)兩個(gè)系合作的這個(gè)項(xiàng)目名為：“使用生物相容性合金增材制造生物醫(yī)學(xué)設(shè)備并用于醫(yī)療應(yīng)用（Additive Manufacturing of Biomedical Devices from Bioresorbale Metallic Alloys for Medical Applications）”。并獲得了美國(guó)政府下屬的3D打印推廣機(jī)構(gòu) America Makes 59萬(wàn)美元的研究資金。在未來的一年半時(shí)間里，研究團(tuán)隊(duì)還將與ExOne、Hoeganaes和Magnesium Elektron合作，進(jìn)一步深入研究。