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业界聚力软骨研究 3D打印骨骼将迎新爆发点

时间:2017-11-27 16:34:00   来源:工控中国   添加人:admin

  软骨主要位于人体的耳、鼻、关节等处,较之于普通内骨骼更易受伤或磨损。因此从长远来看,3D打印软骨有着广阔的市场前景。目前,3D打印业界人士正聚力于软骨研究,硕果频出,这块难啃的骨头或许不久之后便会被攻克,成功植入人体。

  业界聚力软骨研究 3D打印骨骼将迎新爆发点

  前段时间,小编为大家介绍了3D打印骨骼家族中目前在市场上最火的一个分支3D打印牙齿。除此以外,其他种类的3D打印骨骼也在临床方面取得不少突破,开始正式进入人体内部发挥作用。然而,还有一类特殊3D打印骨骼尚未踏上商用之路,这就是软骨。

  软骨虽然在人体骨组织中占比不高,但却大多处于要害部位。人类的耳、鼻、关节等部位都需要它来承担生理职能。较之于普通内骨骼,耳鼻暴露于外,关节活动频繁,都更容易受伤或磨损。因此从长远来看,3D打印软骨有着广阔的市场空间。当前3D打印业界人士正聚力软骨研究,成果频出,这块难啃的骨头或许不久之后就会被攻克。

  软骨之所以没有随着其他骨骼3D打印技术的进步而被一同推向市场,主要原因在于其质地与普通骨骼十分不同。迄今为止,成功植入骨折或骨骼畸形患者体内的3D打印骨骼大多都是金属材质,而用于制作3D打印软骨的主要材料却是水凝胶与纤维。如何解决机体对这两类物质的排异反应、怎样让3D打印软骨自动降解并刺激人体组织生长等是业界的攻坚重点。

  解决3D打印植入物排异问题的主流思路是在打印材料中加入患者的活性细胞,这在3D打印软骨研发中也同样适用。2015年,荷兰阿姆斯特丹VU医学中心开启了一个项目,旨在为烧伤和面部先天畸形的患者重塑鼻子和耳朵。他们的方法便是用一台生物3D打印机将生物聚合物与从病人身上采集的细胞进行混合打印。该项目一经推出便得到众多赞助机构的经费支持。

  当然,再好的植入物也比不过天然组织,不少生物3D打印产品都被设计成一个临时替代品,等帮助人体组织生长并复原之后,它们便会功成身退,降解为对人体无害的物质,进而被吸收。2015年德国慕尼黑工业大学用熔体静电纺丝写入技术研制的3D打印关节软骨就能给细胞提供生长空间及所需的机械刚性,最终促进关节自然愈合。

  2016年,英国科研人员用硅和聚己内酯合成了一种生物玻璃,成为制作3D打印软骨的新材料。该材料的结构、刚度及化学特性有利于刺激软骨细胞通过微小的孔隙生长,而自身则会随着时间流逝而安全降解。

  2017年3月,来自瑞典的科学家们为业界带来一则激动人心的好消息:他们研制的3D打印软骨细胞已在小鼠身上试验成功。这里所说的成功不仅是指软骨植入后没有影响小鼠生存,更重要的是,软骨在小鼠身上继续生长,甚至发展出了血管化组织!这种软骨除了水凝胶之外,还含有人体细胞,而人体细胞在小鼠体内仍旧保持了活性。

  瑞典学界的突破让人们看到了人体临床试验的希望,用3D打印软骨拯救人类患者的那天或许已为期不远。而3D打印软骨若能安全应用于人体,那么将研发难度更大的3D打印器官成功植入人体也将不再是梦。