新南威尔士大学开发出仿生3D打印骨植入体 可生物降解避免二次手术
新南威尔士大学堪培拉校区的研究人员成功开发出一种新型3D打印可降解骨植入体,其内部结构高度模拟天然骨骼。这项创新技术可通过定制化植入体促进骨折或骨损伤患者的康复,在骨骼愈合后植入体可自然溶解,避免二次手术。
再现骨骼复杂结构
这些被称为骨支架的微型多孔结构,为受损骨组织的再生提供支撑框架。细胞沿着支架附着、生长和再生,而支架随着骨骼愈合逐渐生物降解。该研究由博士生Kaushik Raj Pyla领导,采用随机晶格结构——不规则随机排列设计,使用医疗领域常用的可生物降解聚合物聚乳酸(PLA)进行打印。
"骨骼可能在多个部位受损,且其结构随身体部位不同而变化,"Kaushik表示,"我们想验证匹配这些结构模式是否能促进修复。我们的理念是提取现有骨骼模式,并通过打印技术重建。"
强度与性能测试
研究人员打印了具有不同内部取向(纵向、横向和对角线)的支架,并测试其对应力的响应。结果显示:
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这些结构在冲击下能有效吸收能量
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断裂模式随内部几何结构变化而呈现显著差异
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特定支架设计展现出更高的流体渗透性,这对营养和血液流动至关重要
Kaushik解释说:"在快速负载下,材料表现更脆,但能量吸收效率更高。这对跌倒或事故等真实场景非常重要。"
临床应用前景
研究团队下一步将进行:
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生物相容性测试
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长期耐久性研究
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软骨和软组织修复适配设计
"可降解支架将在降低医疗风险和总体治疗成本方面发挥关键作用,"Kaushik补充道,"我们正在朝着更安全、更个性化的植入体方向发展,让植入体与人体协同工作,而不仅仅是置于体内。"
3D打印骨骼再生技术全球进展
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Osteopore与马斯特里赫特大学医学中心:开发可吸收植入体防止下肢截肢,使用FDA批准的聚己内酯(PCL)材料
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新南威尔士大学Kilian副教授团队:使用陶瓷基墨水在室温下直接向受损区域打印含活细胞的类骨结构

(本文配图展示PLA材料打印的植入体样本及研究团队工作场景)
当3D打印遇见仿生设计:这项突破标志着骨移植技术正从"机械替代"迈向"生物引导"的新范式。随着可降解材料与微结构精准调控技术的结合,未来骨科植入物或将真正实现"植入即再生"的理想境界。
(责任编辑:admin)


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