国科学家研制出促进骨再生的可3D打印材料
中国智能制造网
2017-05-27 14:19
日前，来自天津大学、中国科学院与香港大学的研究人员发布了一份手稿，详细介绍了专门用于支持骨细胞生长的可3D打印材。本研究特别侧重于有利于骨再生的条件，目前已经在体内进行了测试，并获得了积极的结果。
近日，中国研究人员发布了一份手稿，详细介绍了专门用于支持骨细胞生长的可3D打印材料。在该聚合物的支持下生长的物质可用于治疗由外伤、畸形或肿瘤切除引起的骨缺损。据悉，其已经在体内进行了测试，并获得了积极的结果。
匹配细胞外基质
水凝胶广泛用于组织再生，因为它们的分子结构类似于在生物体中发现的天然存在的细胞外基质(ECM)。ECM的作用是给周围的活细胞提供结构和营养。提供的物质取决于组织的种类，例如，动脉需要管状结构，骨细胞在多孔材料中更好地发育。
本研究特别侧重于有利于骨再生的条件。它通过将凝胶与粘土颗粒注入。这是一种自然类似于人骨的材料，并以不同程度用于固定骨折。
准备墨水
材料的基础是先前由研究团队发明的氢键，UV反应性，附着于其他的单体(分子)，并显示出高度灵活的机械性能。
为此，研究人员添加了不同数量的粘土颗粒来控制作为油墨材料的结构和流动之间的平衡。
使用BioScaffolder 2.1 3D打印机，将油墨通过250μm直径喷嘴挤出成具有连接部件的格子状支架形状。然后将支架在交联炉中烘烤以连接颗粒，并在去离子水中洗涤以除去杂质。
体外和体内测试
体外试验结果表明，即在受控的容器中的身体外，显示了粘土水凝胶中大鼠成骨细胞的阳性、活性。因此，研究人员能将材料应用于活鼠中的胫骨缺损。
测试组中有一半将水凝胶粘土植入腿部，另一半则是空白的支架。经过8周的愈合，粘土水凝胶被证明可促进胫骨骨骼的更好的再生长。
结果表明，氢键单体与各种生物活性无机纳米粒子的3D打印将为构建承载组织工程支架开辟新的途径，用于精确修复骨缺损和退化。
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