好骨

澳大利亚科学家含有3D印刷的骨状结构，含有活细胞，这可能为外科医生造成一种全新的方式来治疗和修复骨组织。

的新的研究发表在先进功能材料，描述了一种唯一的3D打印技术。它采用特殊的陶瓷墨水来产生柔软的结构，可密切模仿骨组织 - 当置于水中或暴露于体液时，它在几分钟内进行硬化。

虽然其他骨模拟结构先前已被打印3D，但这是第一次在室温下创建这种材料而不使用苛刻的化学物质或辐射。它还将活组织融入结构并便携式。

来自新南威尔士大学(UNSW)的联合首席研究员Kristopher Kilian解释说，到目前为止，制造一块类似骨头的材料是一个复杂的过程，需要在实验室环境中使用高温熔炉和有毒化学物质。随后，当替换的组织被带到临床环境时，加入活组织。

“我们的技术最酷的地方是，你可以直接把它挤压到有细胞的地方，就像病人的骨头里的一个洞，”Kilian说。“我们可以直接进入有细胞、血管和脂肪的骨骼，并在该区域打印出含有活细胞的类似骨骼的结构。”

这是目前唯一可以直接实现这一目标的技术。

这项技术被称为陶瓷细胞悬液全向生物打印(COBICS)。它模仿了自然的骨形成过程——称为骨化——在骨化过程中，专门的结缔组织分泌一种称为类骨的胶状物质。无机盐随后沉积在上面，形成坚硬的矿化骨。

制造过程使用由磷酸钙组成的墨水，这种墨水在化学上转变成一种类似于骨骼构建块的结构——一种含有活细胞的微凝胶基质——然后通过在水环境中结晶而“凝固”。

“墨水是制定以这样一种方式转换快,无毒的生物环境,只有提升者当墨水接触到体液,为最终用户提供一个充足的工作时间,例如,外科医生,”解释伊玛尼Roohani,首席研究员也来自新南威尔士大学。

鲁哈尼预计，“对创伤、癌症或大块组织切除等骨缺损的原位修复需求很大的临床应用”。

未来的外科医生甚至可能在手术室里使用3D打印机。

Kilian说:“这一进展确实为许多机会铺平了道路，我们相信这些机会可以被证明是革命性的——从使用墨水在实验室中创建用于疾病建模的骨骼，作为牙科修复的生物活性材料，到指导患者的骨骼重建。”

“我想一天，需要骨移植物的患者可以走进诊所，其中将骨的解剖结构被成像，转换为3D打印机，并用自己的细胞直接印刷到腔内。”

下一步是在动物模型中进行体内测试，看看印刷结构中的活细胞是否在植入后继续生长。

澳大利亚皇家学院有一个基于这篇文章的教育资源。你可以访问它在这里．