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科学家研发出一种含有活骨细胞的3D打印骨置换凝胶

科学家研发出一种含有活骨细胞的3D打印骨置换凝胶
2021年01月26日 15:50 新浪网 作者 皮狗谈科技

  

  目前,如果有人因为意外或疾病而导致缺失了一块骨头,就必须用身体其他部位的骨头来替换。然而,有一天,一种新的含有细胞的凝胶可能会被3D打印到受伤部位,然后在那里硬化,以替代缺失的骨头。

  事实上,现在医学技术已经允许各种各样的实验材料可以放置在人体骨头缺失的空腔中。它们就像一种三维的微结构支架,细胞从邻近的骨组织逐渐迁移到其中。然后,这些细胞继续繁殖,直到它们最终用实际的骨骼替换支架材料。

  

  上图:使用3D打印机将生物墨水(洋红色)挤压到模拟骨腔的容器中

  为了寻找一种更快的替代方法,澳大利亚新南威尔士大学悉尼分校的科学家发明了一种基于磷酸钙的“生物墨水”凝胶,这种凝胶已经含有病人自己的活骨细胞。在一种被称为细胞悬浮液陶瓷全向生物打印(COBICS)的技术中,这种无毒凝胶可以直接3D打印到患者的骨缺损处。在暴露于体液的几分钟内,它开始变硬,形成一种由机械联锁的骨矿物纳米晶体组成的类骨材料。

  然后,固体材料中的细胞可以继续繁殖,最终用天然活骨取代它。针对性的动物实验现在正在计划中,用以验证这一过程的有效性。

  虽然,还有其他一些实验性的骨替代材料可以用细胞“预先植入”,但由它们制成的植入物通常必须事先利用有毒化学物质和高温炉进行生产。相比之下,COBICS凝胶则可以简单地直接挤压到骨骼中。

  

  上图:研究人员准备使用coics技术3d打印一块骨头。

  主持这项研究的科学家表示:“我希望有一天,需要骨移植的患者来到诊所,在那里他们的骨骼解剖结构被成像,转换到3D打印机中,并直接用他们自己的细胞打印到缺损的空腔中。如果该技术能成功,这将从根本上改变目前的做法,大幅减少病人的痛苦,快速治愈骨骼损伤,并最终拯救生命。”

  一篇关于COBICS技术的论文最近发表在《高级功能材料》(Advanced Functional Materials)杂志上。另外,COBICS技术也可用于生产用于研究或药物测试的活骨。如果朋友们喜欢,敬请关注“”!

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