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【中國智能制造網(wǎng) 技術(shù)前沿】日前，來自天津大學(xué)、中國科學(xué)院與香港大學(xué)的研究人員發(fā)布了一份手稿，詳細(xì)介紹了專門用于支持骨細(xì)胞生長(zhǎng)的可3D打印材。本研究特別側(cè)重于有利于骨再生的條件，目前已經(jīng)在體內(nèi)進(jìn)行了測(cè)試，并獲得了積極的結(jié)果。
近日，中國研究人員發(fā)布了一份手稿，詳細(xì)介紹了專門用于支持骨細(xì)胞生長(zhǎng)的可3D打印材料。在該聚合物的支持下生長(zhǎng)的物質(zhì)可用于治療由外傷、畸形或腫瘤切除引起的骨缺損。據(jù)悉，其已經(jīng)在體內(nèi)進(jìn)行了測(cè)試，并獲得了積極的結(jié)果。
匹配細(xì)胞外基質(zhì)
水凝膠廣泛用于組織再生，因?yàn)樗鼈兊姆肿咏Y(jié)構(gòu)類似于在生物體中發(fā)現(xiàn)的天然存在的細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)。ECM的作用是給周圍的活細(xì)胞提供結(jié)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)。提供的物質(zhì)取決于組織的種類，例如，動(dòng)脈需要管狀結(jié)構(gòu)，骨細(xì)胞在多孔材料中更好地發(fā)育。
本研究特別側(cè)重于有利于骨再生的條件。它通過將凝膠與粘土顆粒注入。這是一種自然類似于人骨的材料，并以不同程度用于固定骨折。
準(zhǔn)備墨水
材料的基礎(chǔ)是先前由研究團(tuán)隊(duì)發(fā)明的氫鍵，UV反應(yīng)性，附著于其他的單體(分子)，并顯示出高度靈活的機(jī)械性能。
為此，研究人員添加了不同數(shù)量的粘土顆粒來控制作為油墨材料的結(jié)構(gòu)和流動(dòng)之間的平衡。
使用BioScaffolder 2.1 3D打印機(jī)，將油墨通過250μm直徑噴嘴擠出成具有連接部件的格子狀支架形狀。然后將支架在交聯(lián)爐中烘烤以連接顆粒，并在去離子水中洗滌以除去雜質(zhì)。
體外和體內(nèi)測(cè)試
體外試驗(yàn)結(jié)果表明，即在受控的容器中的身體外，顯示了粘土水凝膠中大鼠成骨細(xì)胞的陽性、活性。因此，研究人員能將材料應(yīng)用于活鼠中的脛骨缺損。
測(cè)試組中有一半將水凝膠粘土植入腿部，另一半則是空白的支架。經(jīng)過8周的愈合，粘土水凝膠被證明可促進(jìn)脛骨骨骼的更好的再生長(zhǎng)。
結(jié)果表明，氫鍵單體與各種生物活性無機(jī)納米粒子的3D打印將為構(gòu)建承載組織工程支架開辟新的途徑，用于修復(fù)骨缺損和退化。
據(jù)悉，該研究結(jié)果將發(fā)表在ACS生物材料科學(xué)與工程雜志上。該論文由歸屬于天津大學(xué)、中國科學(xué)院與香港大學(xué)的鑫云翟(音譯)、馬飛飛(音譯)、侯永飛(音譯)、費(fèi)高(音譯)、張寅渝(音譯)、長(zhǎng)順阮(音譯)、郝波潘(音譯)、盧璐(音譯)、劉文光(音譯)共同撰寫。
(原標(biāo)題：中國研究人員開發(fā)出促進(jìn)骨再生的可3D打印材料)
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