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【中國(guó)智能制造網(wǎng) 本站原創(chuàng)】軟骨主要位于人體的耳、鼻、關(guān)節(jié)等處，較之于普通內(nèi)骨骼更易受傷或磨損。因此從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，3D打印軟骨有著廣闊的市場(chǎng)前景。目前，3D打印業(yè)界人士正聚力于軟骨研究，碩果頻出，這塊“難啃的骨頭”或許不久之后便會(huì)被攻克，成功植入人體。
業(yè)界聚力軟骨研究 3D打印骨骼將迎新爆發(fā)點(diǎn)
前段時(shí)間，小編為大家介紹了3D打印骨骼家族中目前在市場(chǎng)上火的一個(gè)分支——3D打印牙齒。除此以外，其他種類的3D打印骨骼也在臨床方面取得不少突破，開(kāi)始正式進(jìn)入人體內(nèi)部發(fā)揮作用。然而，還有一類特殊3D打印骨骼尚未踏上商用之路，這就是軟骨。
軟骨雖然在人體骨組織中占比不高，但卻大多處于要害部位。人類的耳、鼻、關(guān)節(jié)等部位都需要它來(lái)承擔(dān)生理職能。較之于普通內(nèi)骨骼，耳鼻暴露于外，關(guān)節(jié)活動(dòng)頻繁，都更容易受傷或磨損。因此從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，3D打印軟骨有著廣闊的市場(chǎng)空間。當(dāng)前3D打印業(yè)界人士正聚力軟骨研究，成果頻出，這塊“難啃的骨頭”或許不久之后就會(huì)被攻克。
軟骨之所以沒(méi)有隨著其他骨骼3D打印技術(shù)的進(jìn)步而被一同推向市場(chǎng)，主要原因在于其質(zhì)地與普通骨骼十分不同。迄今為止，成功植入骨折或骨骼畸形患者體內(nèi)的3D打印骨骼大多都是金屬材質(zhì)，而用于制作3D打印軟骨的主要材料卻是水凝膠與纖維。如何解決機(jī)體對(duì)這兩類物質(zhì)的排異反應(yīng)、怎樣讓3D打印軟骨自動(dòng)降解并刺激人體組織生長(zhǎng)等是業(yè)界的攻堅(jiān)重點(diǎn)。
解決3D打印植入物排異問(wèn)題的主流思路是在打印材料中加入患者的活性細(xì)胞，這在3D打印軟骨研發(fā)中也同樣適用。2015年，荷蘭阿姆斯特丹VU醫(yī)學(xué)中心開(kāi)啟了一個(gè)項(xiàng)目，旨在為燒傷和面部先天畸形的患者重塑鼻子和耳朵。他們的方法便是用一臺(tái)生物3D打印機(jī)將生物聚合物與從病人身上采集的細(xì)胞進(jìn)行混合打印。該項(xiàng)目一經(jīng)推出便得到眾多贊助機(jī)構(gòu)的經(jīng)費(fèi)支持。
當(dāng)然，再好的植入物也比不過(guò)天然組織，不少生物3D打印產(chǎn)品都被設(shè)計(jì)成一個(gè)臨時(shí)替代品，等幫助人體組織生長(zhǎng)并復(fù)原之后，它們便會(huì)“功成身退”，降解為對(duì)人體無(wú)害的物質(zhì)，進(jìn)而被吸收。2015年德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)用熔體靜電紡絲寫入技術(shù)研制的3D打印關(guān)節(jié)軟骨就能給細(xì)胞提供生長(zhǎng)空間及所需的機(jī)械剛性，終促進(jìn)關(guān)節(jié)自然愈合。
2016年，英國(guó)科研人員用硅和聚己內(nèi)酯合成了一種生物玻璃，成為制作3D打印軟骨的新材料。該材料的結(jié)構(gòu)、剛度及化學(xué)特性有利于刺激軟骨細(xì)胞通過(guò)微小的孔隙生長(zhǎng)，而自身則會(huì)隨著時(shí)間流逝而安全降解。
2017年3月，來(lái)自瑞典的科學(xué)家們?yōu)闃I(yè)界帶來(lái)一則激動(dòng)人心的好消息：他們研制的3D打印軟骨細(xì)胞已在小鼠身上試驗(yàn)成功。這里所說(shuō)的成功不僅是指軟骨植入后沒(méi)有影響小鼠生存，更重要的是，軟骨在小鼠身上繼續(xù)生長(zhǎng)，甚至發(fā)展出了血管化組織！這種軟骨除了水凝膠之外，還含有人體細(xì)胞，而人體細(xì)胞在小鼠體內(nèi)仍舊保持了活性。
瑞典學(xué)界的突破讓人們看到了人體臨床試驗(yàn)的希望，用3D打印軟骨拯救人類患者的那天或許已為期不遠(yuǎn)。而3D打印軟骨若能安全應(yīng)用于人體，那么將研發(fā)難度更大的3D打印器官成功植入人體也將不再是夢(mèng)。
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