近日，愛(ài)爾蘭的科學(xué)家們開(kāi)發(fā)出了一種新技術(shù)，該技術(shù)可以3D打印出復(fù)雜的大型軟骨植入物，這種植入物可以形成支架供骨骼再生。這支來(lái)自都柏林先進(jìn)材料與生物工程研究（AMBER）中心的團(tuán)隊(duì)希望能夠?qū)⒃摷夹g(shù)用于下一代的髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)植入物。

科學(xué)家們認(rèn)為，這項(xiàng)研究會(huì)對(duì)那些患有嚴(yán)重的脊髓、頜骨或顱骨問(wèn)題的病人產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，它的應(yīng)用也將非常廣泛，從普通損傷到癌癥、甚至包括先天缺陷等。

從根本上說(shuō)，這項(xiàng)新技術(shù)基本上先用生物材料和干細(xì)胞3D打印出植入物的模板，然后這些植入物會(huì)在皮下發(fā)展成血管化的骨組織?！皩?duì)于組織和器官工程而言，這是一個(gè)全新的方法，我們非常激動(dòng)?！痹撗芯康呢?fù)責(zé)人Daniel Kelly說(shuō)，AMBER中心隸屬于都柏林三一學(xué)院（Trinity College）。該項(xiàng)研究成果被發(fā)表在了《Advanced Healthcare Materials》雜志上，論文題目是《用于整個(gè)骨器官工程的可發(fā)展3D打印模板（3D Printing of Developmentally Inspired Templates for Whole Bone Organ Engineering）》

據(jù)悉，全球每年有超過(guò)220萬(wàn)人需要某種形式的骨移植。而現(xiàn)在，骨移植的最好辦法有兩種，要么是自體移植，即從患者身體的其它部分截取骨骼進(jìn)行植入；要么采用同種異體移植，也就是使用其他人捐獻(xiàn)的骨骼。這兩種辦法都有自身的缺陷。

其他方法還包括金屬植入物，比如最近3D打印量身定制的鈦金屬植入物正在變得越來(lái)越流行。很多外科醫(yī)生已經(jīng)將鈦金屬用于相當(dāng)大的植入物，包括換掉整個(gè)下巴等。其它還有一些在嘗試使用軟骨或者生物玻璃作為支架來(lái)刺激骨骼的再生。

但是在新西蘭的這項(xiàng)新研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了鈦金屬植入物的做法，它實(shí)際是使用我們自己的組織來(lái)修復(fù)骨骼。這將是一個(gè)質(zhì)的飛躍。

AMBER研究人員使用的方法包括用3D生物打印技術(shù)制造出軟骨模板，后者已經(jīng)被證明可能夠輔助完成骨器官的生長(zhǎng)。AMBER團(tuán)隊(duì)采用3D生物打印技術(shù)沉積不同的生物材料和成人干細(xì)胞以制造出可匹配脊柱內(nèi)段形狀的軟骨模板，隨后將模板植入皮膚下，在那里這些模板隨著時(shí)間的推移發(fā)展成一個(gè)帶有自身血管的全功能骨器官，這個(gè)過(guò)程跟人體自身骨骼的發(fā)育過(guò)程是一樣的。

“盡管這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被用于開(kāi)發(fā)相對(duì)簡(jiǎn)單的組織，比如皮膚、血管和軟骨等，但是要開(kāi)發(fā)出更加復(fù)雜的帶有血管的實(shí)體器官，比如骨骼等，仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了現(xiàn)有生物技術(shù)的能力?！彼f(shuō)。

“而我們的研究則為未來(lái)患有復(fù)雜的骨外傷和由于腫瘤切除導(dǎo)致大面積骨缺損的患者提供了真正的希望。此外，這種生物方法也可以用于開(kāi)發(fā)下一代的生物植入物，以用于膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)置換?！?/span>  

“我們研究的下一階段目標(biāo)是治療大段骨缺損，然后將該技術(shù)融入一個(gè)新的方案以生物打印新膝蓋。”

如果AMBER找到了一種可行的生物打印解決方案，也只是該研究中心一直在研究的諸多足以改變游戲規(guī)則的發(fā)現(xiàn)之一，比如上個(gè)月他們就披露了一種關(guān)于納米線的研究，這種材料可以用于3D打印來(lái)創(chuàng)造出新型的鍺錫合金，能使下一代智能手機(jī)效率提升125倍。

除此之外，AMBER還在借助納米技術(shù)和3D打印研究可以在幾分鐘內(nèi)充電完成的更小、更高效的電池。Valeria Nicolosi教授領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)目，并于最近獲得了歐洲研究委員會(huì)（ERC）250萬(wàn)歐元的研究資助。AMBER正在迅速成為全球3D打印領(lǐng)域最引人注目的科研機(jī)構(gòu)之一。