研究者使用陶瓷粉末3D打印出骨骼替代品

近日，莫斯科多家科研機(jī)構(gòu)的科研人員共同合作，在3D打印骨骼替代物方面獲得了技術(shù)突破，并將相關(guān)論文《磷酸八鈣骨替代物的3D打印》發(fā)表在了最近出版的《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》上。

3D打印技術(shù)可以高效制作骨骼替代品以及新生組織與骨骼的支架，這一點(diǎn)已經(jīng)得到了廣泛認(rèn)可。在該論文中，研究者們提出了一種相對簡單的方法，即通過結(jié)合噴墨打印與后處理的方式，以磷酸八鈣能夠?yàn)椴牧洗蛴〕鰪?fù)雜的形狀。

”具有生物相容性的合成材料和/或組織工程構(gòu)建優(yōu)于傳統(tǒng)的方法，然而自然骨骼復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和性能限制了合成材料與制造技術(shù)的范圍，它們可用于定制設(shè)計(jì)的植入物或支架，以及骨缺損替代品或骨再生的引導(dǎo)。最近，這一難題可能通過3D打印技術(shù)得到解決�！把芯空咴趫�(bào)告中稱。

3D打印非常適合處理幾何復(fù)雜性，而且可輕易實(shí)現(xiàn)重復(fù)、定制化的能力也使得其成為日益增長的醫(yī)療應(yīng)用的選擇。作為人工合成骨替代品的材料，合成磷酸鈣的發(fā)展允許它被使用到出現(xiàn)明顯骨缺失及損壞的情況中。

創(chuàng)建一個(gè)替代的骨骼要比簡單地制造一個(gè)可以填補(bǔ)缺失及損壞的硬質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多。 該替代物必須能與人體相容并且能夠在移植后很好地觸發(fā)人體的骨再生能力。而由微孔性陶瓷顆粒構(gòu)成的磷酸八鈣（OCP）材料則是一種能夠滿足上述要求的非常有效和有前途的材料。因此，科學(xué)家們在研究中選擇了這種材料。

3D打印陶瓷應(yīng)用了兩種主要技術(shù)。第一項(xiàng)包括化學(xué)固化混合材料和之后的高溫處理；第二項(xiàng)包括逆矩陣印刷和燃燒支撐。研究者們認(rèn)為第一種方法是最合適的，因?yàn)榈诙�過程中燃燒支撐材料會增加污染的風(fēng)險(xiǎn)。

研究團(tuán)隊(duì)使用了訂制的3D打印機(jī)，后者可以在尺寸為（60 x 60 x 60 mm）的小面積打印床上層層打印陶瓷材料對象。面積小意味著研究者能夠快速、廉價(jià)地研究各種工藝和材料的組合。在制造獨(dú)特且復(fù)雜的骨骼替代物方面，基于陶瓷粉末的3D打印技術(shù)是一種高效廉價(jià)的方法，因?yàn)樗�既不需要燒掉支撐材料，也不需要有機(jī)溶劑�！毖芯繄F(tuán)隊(duì)總結(jié)說。

但是這項(xiàng)研究的結(jié)果并不是很完整。因?yàn)橹踩胛锏娜毕萃ǔ�會�?個(gè)月后顯現(xiàn)出來，屆時(shí)還需要進(jìn)一步的研究才能更好地了解這種問題的根源，并找到解決的辦法。“我們的研究結(jié)果表明，3D噴墨與打印后處理技術(shù)相結(jié)合是一種很有前途的方法，有望克服目前在高效、快速制造個(gè)體結(jié)構(gòu)以引導(dǎo)骨再生上受到的限制。”他們寫道。
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