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3D打印陶瓷支架有助于生长“真正的骨骼”

导读: 他们还发现新骨骼长成支架的晶格状结构后,支架就会溶解。 CT扫描显示,植入部位几乎没有β磷酸三钙的痕迹,而β磷酸三钙是制造支架的3D原始打印材料。

实验研究表明,生物活性陶瓷支架已成功引导动物缺失骨头再生,而且能够“无害分解”。

纽约大学医学院牙科医生和专家说,新生的骨会逐渐取代支架,而植入的支架则被测试动物的身体自然吸收。该研究小组在一系列报告中描述了这项进展,最新报告于7月25日发表在“组织工程与再生医学杂志”(Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine)上。

以需要替换的骨片为模型,使用3D机器人打印植入支架,3D打印技术是指用细点打印头喷出凝胶状墨水材料,并将其打印到平台上,然后重复该过程,直到2D层堆叠成3D对象,最后将其加热成最终的陶瓷形式。 该技术已有十多年的历史,只是最近才应用于医学领域,打印更换的耳朵、皮肤和心脏瓣膜。

科学家表示,与其他可弯曲的塑性支架相比,新型陶瓷支架更接近真实的骨形状和成分,虽然塑性支架的可弯曲是一项优势,但它不具有愈合能力。

陶瓷器件的重要特征是它们由β磷酸三钙制成,天然的骨头中具有与β磷酸三钙相同成分的化合物,这保证了支架的可吸收性。

NYU支架促进骨骼快速增长的秘诀之一是双嘧达莫涂层,这是一种血液稀释剂,实验表明,双嘧达莫涂层可将骨骼的生长速度提高50%以上。除此之外,双嘧达莫还能集聚骨干细胞,刺激新生骨中血管和骨髓的形成。 研究人员说,支架上生长的骨骼与天然骨骼一样灵活。

在最新的实验中,研究人员实验陶瓷支架来修复小鼠头骨中手术制作的小孔,修复兔子四肢和下颚长达1.2厘米的骨片。

科学家们发现,植入支架6个月后,平均每个支架的77%都被哺乳动物身体吸收。他们还发现新骨骼长成支架的晶格状结构后,支架就会溶解。 CT扫描显示,植入部位几乎没有β磷酸三钙的痕迹,而β磷酸三钙是制造支架的3D原始打印材料。

随后的负重测试表明,新骨的强度与原来的未受损骨一样。研究人员表示,他们的下一项研究将测试大型动物的支架,这些支架正在申请专利。 他们表示,进入临床试验还需要几年时间。

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