新南威尔士大学新型3D打印骨支架为骨骼再生提供了一种更现实的方法
导读：3D打印技术的进步推动了骨植入物的发展，使这项技术能够实现个性化定制，从而在促进骨骼自然再生的同时，减少手术风险、并发症及治疗成本。
2025年11月8日，澳大利亚新南威尔士大学堪培拉校区的研究人员开发出一种新型3D打印可生物降解骨植入物，该植入物能够高度模拟天然骨骼的内部结构。这项创新有望改善骨折或骨损伤患者的康复，因为它可以定制植入物，这些植入物在愈合后能够自然溶解，从而避免再次手术。
重现骨骼的复杂性
这些被称为骨支架的微小多孔结构为受损骨组织的再生提供了支撑框架。细胞附着、生长并沿着支架再生，而支架则随着骨骼愈合而逐渐生物降解。传统的骨支架采用简单重复的图案，无法模拟真实骨骼的复杂结构。这项由博士候选人Kaushik Raj Pyla领导的新研究引入了一种更具仿生学的方法。
为了更好地模拟骨骼的内部结构，研究团队采用了随机晶格结构——一种不规则的、随机排列的设计，并用聚乳酸（PLA）进行打印。PLA是一种常用于医疗领域的可生物降解聚合物。通过微调打印参数，例如温度和回抽设置，他们获得了精确的打印结果，并避免了下垂和拉丝等缺陷。
Kaushik说：“骨骼在身体的许多部位都可能受损，而且它结构会根据所在位置的不同而有所变化。我们想看看匹配这些模式是否能帮助修复。我们的想法是，利用现有的骨骼模式，看看是否可以通过打印技术重建它们。”
测试力量和性能
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，并测试了它们在应力作用下的响应。结果表明，这些结构在冲击下能有效吸收能量，并根据这些结构内部几何形状呈现出不同的断裂模式。Kaushik解释道：“在快速载荷作用下，材料会表现出更强的脆性，但同时也能更有效地吸收能量。这对于跌倒或事故等实际场景至关重要。”
研究团队还发现，某些支架设计展现出更高的流体渗透性，这是骨再生的关键因素，因为营养物质和血液必须流经支架结构才能促进愈合。Kaushik补充道：“我们发现某些设计在强度和流体流动性方面都表现得尤为出色。这表明植入物可以根据不同骨骼所承受的应力进行定制。而且，借助3D打印技术，支架可以根据患者的具体情况和损伤情况进行定制。”
未来临床应用
Kaushik表示：“可生物降解支架有望在降低医疗风险和整体治疗成本方面发挥关键作用。我们正朝着更安全、更个性化的植入物发展，这些植入物能够与人体协同作用，而不仅仅是植入人体。”尽管这项技术仍在研发中，但新南威尔士大学堪培拉分校的研究团队依然保持乐观。下一步工作包括生物学测试、长期耐久性研究，以及将设计应用于软骨和软组织修复。
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