科学家开发出高弹性的3D打印合成骨

      日前，研究人员成功开发出了一种3D打印的合成骨，据称这种合成骨克服了当前骨移植材料中的许多缺点。外科医生成功地用这种材料融合了一只大鼠的脊柱，并修复了一只猴子的颅骨缺损。2016年9月28日，研究人员在《Science Translational Medicine》杂志上报告了他们的研究成果。

    这种新型的生物材料不仅强度高、富有弹性，而且能够帮助身体再生新骨。最重要的是，这种材料并不脆，这样外科医生在根据患者的特点修建它的时候就不会碎掉——这是其它合成骨经常会出现的问题。

    为了达到这样的效果，研究人员使用了特殊的生物墨水配方，并在室温状态下将其打印出来——而没有使用热能或激光器，Ramille Shah说。他是本论文的首席研究员和西北大学的生物材料科学家。

      Shah的团队使用的是一种被称为羟基磷灰石（hydroxyapatite）的生物活性陶瓷 ——在再生骨实验中常用的一种材料——并加入了 一种叫做聚己内酯的聚合物。然后，研究团队使用了一种基于溶剂的室温3D打印技术，这种技术主要依靠三种溶剂的特殊组合。

    这改善了生物墨水的微观结构，Shah说。“它不会马上干燥。它会有点潮湿，这样每一层就能够跟上一层粘上。”她补充道。该团队宣称他们制造出来的物质是“超弹性骨”。他们使用的3D生物打印机是EnvisionTec公司的3D Bioplotter系统的，售价高达25万—30万美元。

   据介绍，在大鼠和猴子的实验中，该打印的支架很好地融入了动物的身体。血管迅速进入了这种多孔材料，动物的免疫系统似乎并不拒绝植入物。随着时间的推移，这种材料预计将生物降解，该身体的细胞自然会再生出新组织来取代合成支架。

这种材料尤其适合那些需要骨移植的孩子们，因为它能够跟着孩子一起生长， Adam Jakus说，他是Shah实验时里的一位博士后，本论文的一位作者。

此外，研究人员也可以将这种3D打印的骨状物质用于其他用途，比如医疗建模等。不过要将这种3D打印材料植入人体，还需要进行大量的测试和开发。Shah希望能够在5年之内使这种3D打印生物材料进入人体临床试验阶段。迄今为止，美国食品和药物管理局（FDA）还没有批准将任何一种3D打印物质用作再生骨材料，Jakus说。他们希望这种超弹性骨将成为第一个。

（编译自IEEE Spectrum）