科学家将3D打印的超弹性骨骼应用于颅骨重建 

2019-08-17 16:52 发布

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美国西北大学和伊利诺斯大学芝加哥分校的研究人员利用3D打印的超弹性骨再生了老鼠的颅骨缺损,这些结果可能最终推进开发一种非常需要的经济有效的颅面骨移植解决方案。

尽管还需要进一步的实验,研究人员说,“我们的研究强调了这种新策略在组织工程应用,尤其是骨再生方面的潜在转化潜力。”

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3D打印超弹性骨支架

用于骨再生的3D打印


超弹性骨是由羟基磷灰石(骨中的主要矿物)和聚乙醇酸制成的。顾名思义,这种混合物给材料提供了高弹性,以及生物相容性,使其成为一个优秀的,潜在的天然骨替代品。

特别是在颅面重建方面,西北大学/UIC团队认识到不规则的缺损可以从3D打印的高舒适度植入物的可塑性和定制性中获益。为了研究这个问题,在最近的一项研究中,研究小组用这种材料制造了具有复杂网格结构的人造支架,模仿了天然骨骼的结构。

然后将这些支架植入大鼠颅骨或头盖骨缺损的8mm处,研究其骨再生能力。

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3D打印的超弹性骨支架可以在几周内促进啮齿动物颅骨组织再生

一种可塑骨骼替代品


经显微镜检查,3D打印的超弹性骨支架8周后有效率74%,12周后有效率65%。在此期间,植入物逐渐被纤维组织包围,然后被新的骨细胞包围,最终长成新的骨。总的来说,3D打印的植入物比标准的骨移植产生了10%的骨体积。

该团队的结论是,3D打印的替代方案可以在临床转化为治疗人类颅骨缺陷。研究还表明,高弹性骨支架具有足够的延展性,可以在手术过程中进行压合或切割成型。

该研究的完整结果发表在《整形与重建外科杂志》上。黄玉辉、亚当·雅库斯、苏马纳斯·乔丹、扎里·杜马尼安、凯利·帕克、赵林平、普拉文·帕特尔和拉米尔·沙阿合著了《三维打印超弹性骨支架加速关键尺寸颅骨缺损的骨再生》一书。
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