研究人员用陶瓷3D打印机打印出骨骼替代物
近日，莫斯科多家科研机构的科研人员共同合作，在3D打印骨骼替代物方面获得了技术突破，相关论文《磷酸八钙骨替代物的3D打印（3D printing of octacalcium phosphate bone substitutes）》已经发表在了最近出版的《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》上。
目前，学术界已经普遍接受3D打印骨是制造骨替代物以及为促进新的组织和骨骼生长搭建支架的一种非常有效的方法。而在该篇论文中，研究人员们则提出了一种相对简单的方法，通过将喷墨式打印与打印后表面处理相结合，以磷酸八钙为材料3D打印出复杂的形状。
“生物相容性合成移植和/或组织工程构建优于传统方法。然而，复杂的结构和天然骨的属性限制了能够用于定制植入物或支架以作为骨缺损替代物或指导骨骼生长方向的合成材料和制造技术的范围。目前，这个问题可能通过3D打印技术来解决。”研究人员写道。
3D打印对于处理这样具有几何复杂性的问题正是不二法门。它的可重复性以及易于定制的能力使得越来越多的医疗应用开始选择它。而作为人类骨骼替代物质的合成磷酸钙技术的发展已经具备了在显著的骨缺损区域建造替代结构的条件。
创建一个替代的骨骼要比简单地制造一个硬质结构来填补缺损的骨骼复杂得多。 该替代物必须与人体相容而且最好能够在移植后激发人体的骨再生能力。而由微孔性陶瓷颗粒构成的磷酸八钙（OCP）材料则是一种能够满足上述要求的非常有效和有前途的材料。因此，科学家们在研究中选择了这种材料。
目前，在3D打印陶瓷领域有两种主要的技术。第一种是使用混合材料进行化学固化，然后再对打印对象进行高温处理；第二种则涉及到逆矩阵打印（inverse matrix printing）和烧掉支撑材料。研究人员认为第一种方法是最合适，第二种方法的烧掉支撑材料有增加污染的风险。
研究人员设计的3D打印机
研究团队根据自己的需要设计、定制了一台3D打印机，这台打印机能够在一个很小的床（60×60×60毫米）上使用陶瓷材料逐层构建3D对象。打印床的面积小，意味着研究人员可以快速、廉价地研究各种工艺和材料的组合。
“基于陶瓷粉末的3D打印技术是制造不同个体的复杂骨骼替代物的一种有效且廉价的方法，因为它既不需要烧掉支撑材料，也不需要有机溶剂。”研究团队总结说。
但是这项研究的结果并不是很完整。因为一般植入物的缺陷需要半年以后才能显露出来，届时还需要进一步的研究才能更好地了解这种问题的根源，并找到解决的办法。
“我们的研究结果表明，3D喷墨与打印后处理相结合是一种很有前途的方法，有望克服目前在高效、快速制造个体结构以引导骨再生上遇到的限制。”他们写道。
(责任编辑：admin)
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