3d列印的“超彈性骨”可能是重建手術的未來
新研究顯示，一種新的合成材料，稱為超彈性骨，即HB，可能是重建外科的“下一個突破”。HB可以植入面板下作為新骨生長的支架，或用於完全替代丟失的骨物質。研究人員稱，儘管它還沒有在人類身上進行過測試，但早期的動物實驗似乎已經成功，結果“相當驚人”。
超彈性骨是靈活的，可以很容易地塑造
今天發表在《科學轉化醫學》上的一項研究中描述了這種超彈性骨，它主要由一種叫做羥基磷灰石的天然礦物製成。羥基磷灰石是一種在骨中發現的鈣，已經用於重建手術，它非常易碎，但研究人員將其與聚合物混合以增加柔韌性。然後，他們用這種新的、有前途的材料對骨移植進行3D列印，併在各種實驗中進行了測試。
該研究的作者之一、西北大學材料科學助理教授拉米爾·沙赫（Ramille Shah）在一次記者招待會上說：“我們第一次用3D列印這種材料時，非常驚訝地發現，當我們擠壓或變形它時，它會彈回到原來的形狀。”。
<**all/> <**all> Hyperelastic bone is much more flexible than traditional materials. (Image credit: Adam Jakus) </**all>沙阿說，這種高彈性的骨頭可以很容易地被切割、捲曲、摺疊、壓入缺少骨材料的區域，而無需膠水或縫線。它也是高度多孔和吸收性-這是至關重要的骨移植材料，以鼓勵血管生長到手術區(如果沒有靜脈和毛細血管將血液輸送到目標部位，周圍的組織就會死亡。）
科學家們在一系列實驗中測試了這種超彈性骨骼。他們將人類乾細胞植入由高彈性骨（與手術中可能用作植入物的結構型別相同）製成的三維列印支架中。這些細胞不僅在支架上毫無困難地生長，幾周內就填滿了可用的空間，而且最終產生了自己的骨礦物質。
西北大學的博士後亞當·雅庫斯在一次記者招待會上說：“它從人工合成的支架變成了由細胞自身產生的天然礦物質。”。在另一項實驗中，研究人員將高彈性骨植入小鼠面板下。Jakus說，同樣，細胞反應良好，HB與小鼠組織“快速整合”，沒有任何免疫反應或炎症。
<**all/> <**all> Hyperelastic bone can be 3D-printed to make surgical implants tailored to the individual. (Image credit: Adam Jakus) </**all>研究人員還在真實的外科手術中測試了這種高彈性骨。HB被用來融合大鼠脊柱中的兩個椎骨，然後替換恆河猴顱骨中一段不健康的骨頭。在這兩種情況下，植入物與宿主組織完全結合，促進血管生長，甚至一些新骨。
人體試驗可能在五年內進行
然而，這些成功的實驗在數量上仍然有限，需要在大規模的動物研究中得到證實和複製。很明顯，這也需要在人類身上進行測試，沙阿說她希望在五年內完成。
超彈性骨特別有希望，因為它是人造的，所以生產成本很低。它也可以混合和三維列印在室溫下，這簡化了它的**。而且由於HB是3D列印的，因此用它**的骨移植片可以為個別患者量身定做。最後，它很容易包裝，儲存和運輸，估計保質期約為一年，研究人員說。
“對於發展中國家來說，這是一個理想的選擇，“在那裡你可以提前裝運，把它放在貨架上，直到需要，而不是必須**一種需要冷藏或冷凍的複雜生物材料，”Jakus說。在發展中國家，“這些型別的設施可能無法使用，因此能夠開啟一個包裝並使用這些材料是非常棒的。”
- 發表於 2021-05-07 22:41
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