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颠覆现代医疗技术:科学家开发可常温打印骨骼的陶瓷基墨水
2021年01月28日 发布 分类:技术前沿 点击量:329
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3D打印可植入骨骼组织已经不新鲜了,但室温条件下直接在活体内打印出不含化学辐射,并且和生物组织相容的活性骨骼的想法就很酷了。最近发表在高级功能材料(Advanced Functional Materials)期刊得了研究成果显示,新南威尔士大学(UNSW)的科学家们开发出一种陶瓷基墨水,可实现这种颠覆目前医疗手段的新技术。

doi.org/10.1002/adfm.202008216

UNSW大学化学学院的Iman Roohani博士介绍,“这是一项独特的技术,可以制备结构接近真实骨骼的组织,在临床上可以原味修复骨骼创伤,比如由外伤和癌症等导致的大块骨骼组织切除。”研究人员利用一种3D打印机部署了一种由磷酸钙组成的特殊墨水,开发了一种新技术,称为细胞悬浮液中的陶瓷全方位生物打印(COBICS),使他们能够打印出在水中几分钟内硬化的类骨结构。

3D打印

研究人员使用3D打印机和含有活细胞的凝胶状“浴”打印出类似骨骼的结构

(图片来源:UNSW)

Roohani博士共同开发这项突破性技术的Kristopher Kilian副教授说,这可以使人体组织细胞成为打印结构的一部分,再加上它的便携性,将使目前技术得到显著进步。(当前技术是指陶瓷骨骼在成型和烧结后,再被带到临床进行消毒,再置入人体。)“而我们的技术可以直接在骨骼创伤处进行修补,和人体组织结合。”

Roohani博士说:“这种墨水利用了一种凝固机制,通过在水环境中局部纳米化其组分,将无机墨水转化为机械联锁的骨磷灰石纳米晶体。”。换言之,它形成了一种化学结构类似于骨骼构造块。这种墨水的配方是这样的:在生物环境中,这种转化是快速的、无毒的,只有当墨水暴露在体液中时才开始,为最终用户(例如外科医生)提供了充足的工作时间。”

接下来,研究小组将首先在动物身上进行体内实验,观察这种活性骨结构在植入后的生长情况。


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