生物科学家正在向3D打印人造组织靠拢,以帮助治愈通常在运动相关的膝盖、脚踝和肘部损伤中受损的骨骼和软骨。
来自莱斯大学和马里兰大学的科学家报告了他们在工程支架方面的首次成功,该支架复制了软骨组织的物理特性——基本上是可压缩软骨层下的硬骨和长骨末端的光滑表面。
从微小的裂缝到骨折,受伤可能会很痛苦,并经常使运动员的职业生涯停滞不前。骨软骨损伤也可能导致残疾性关节炎。软骨对骨骼的梯度性质及其多孔性使其很难在实验室中复制,但莱斯大学科学家和研究生肖恩比特纳在生物工程师安东尼奥斯米科斯的带领下,使用3D打印技术制造材料,他们认为这些材料最终将成为适合植入的材料。他们的结果发表在《生物医学学报》上。
“运动员受到这些伤害的影响尤其大,但它们可能会影响到所有人,”美国国家科学基金会的研究员、论文的主要作者、莱特大学生物工程专业三年级研究生比特纳说。“我认为这将是帮助常见运动损伤患者的有力工具。”
关键是要模仿从表层软骨(软骨组织)到底层骨(成骨)逐渐变化的组织。赖斯的生物材料实验室在支架上打印了定制的混合物。前者是聚合物的混合物,后者是陶瓷的混合物。后者具有嵌入的孔,允许患者自身的细胞和血管渗透到植入物中,并最终使其成为天然的一部分。骨头和软骨。
比特纳说:“在大多数情况下,病人之间的成分是一样的。”“它包括毛孔,所以血管系统可以从自然骨骼中生长出来。我们不用自己造血管。”这个项目的未来将涉及如何打印完全适合患者的骨软骨植入物,并允许多孔植入物生长并与骨骼和软骨交织。
莱斯大学的研究生肖恩比特纳拿着一个3D打印支架的样本,有朝一日它可能有助于治愈运动员经常遭受的那种骨软骨损伤。这种材料模仿了长骨末端从软骨到骨的梯度结构。杰夫菲特洛.
根据Jeff Mickos的照片,这项合作对于CECT、马里兰国立卫生研究院、莱斯大学和威克森林医学院的发展来说是一个巨大的早期成功,它们正在开发生物打印工具,以解决基本的科学问题,并将新知识转化为临床实践。